Kann die US-Marine Meerwasser in Kerosin verwandeln?

Sie können es sicher – nun, zumindest sagen sie, dass sie es können. Irgendwann mal. Die US-Marine ist derzeit möglicherweise nicht in der Lage, Treibstoff aus Meerwasser herzustellen, aber sie behauptet, es sei möglich. Warum also nicht einfach Wasser in Wein verwandeln, wenn es so einfach ist, den brackigen, salzigen, verschmutzten Ozean in etwas Wertvolleres umzuwandeln? Gehen wir etwa 10 Jahre zurück, um die logische Weiterentwicklung der Salzwasser-zu-Kraftstoff-Theorie zu verfolgen.

Im Jahr 2003 arbeitete ein Erfinder namens John Kanzius an einer Methode zur Verwendung von Radiowellen, um Krebszellen anzuvisieren und zu zerstören, ohne die gesunde Haut in der Nähe zu beeinträchtigen. Ein paar Jahre später entdeckte er, dass seine Maschine Strom erzeugen konnte, indem sie die Radiowellen zum Zappen von Salzwasser nutzte – nachdem sie mit einer konzentrierten Radiowellenwelle auf das Wasser getroffen war, wurde das Wasser brennbar und entzündete sich durch ein brennendes Streichholz. Das Wasser verlor jedoch seine Brennbarkeit, sobald die Radiowellen gestoppt wurden.

Kanzius' Maschine erzielt diesen Effekt, indem sie die Zusammensetzung des Salzwassers aufrüttelt. Salzwasser (als ob Sie das noch nicht herausgefunden hätten) besteht aus zwei Zutaten: Salz (Natriumchlorid) und Wasser (Wasserstoff und Sauerstoff). Wenn die Radiowellen das Wasser durchdringen, werden die Wasserstoffmoleküle losgerüttelt und ihre normalen Entflammbarkeitseigenschaften werden leichter zugänglich.

Einer der Tricks bei der Nutzung von Energie im Allgemeinen – nicht nur beim Entzünden von Salzwasser – besteht darin, sicherzustellen, dass der Prozess mehr Energie aufnehmen kann, als zum Betreiben aller erforderlichen Maschinen zum Extrahieren der Energie erforderlich ist. Andernfalls arbeitet die Energieerzeugung mit Verlust, was keinen Sinn macht, da der Prozess nicht nachhaltig ist. Es ist eigentlich eine etwas kompliziertere Gleichung, als einfach die aufgewendete Energie gegen die erzeugte Energie zu messen. Hinzu kommt der Umweltaspekt – wie viel Umweltverschmutzung ist bei der Herstellung und dem Betrieb der Maschinen aufgetreten, und ist die neu gewonnene Energie sauber genug, um sich zu lohnen? Sind die Ressourcen für immer weg oder erneuerbar? Und was ist mit den laufenden Betriebskosten – der Wartung? Die erforderliche menschliche Arbeitskraft? Bisher kann der Radiowellenapparat von Kanzius t erfüllen diese notwendigen Schwellenwerte. Es war (und ist immer noch) eine bemerkenswerte Leistung, aber auch andere Innovatoren haben in den letzten 10 Jahren Fortschritte gemacht.

Im Februar 2012 gab eine japanische Firma namens Furukawa Battery bekannt, dass sie an einer Brennstoffzelle mit ähnlicher Technologie arbeite. Das Unternehmen erwartet, dass die Brennstoffzellen, wenn sie für die Hauptsendezeit bereit sind, etwa halb so viel kosten werden wie eine vergleichbare herkömmliche Batterie [Quelle: Pentland ]. Furukawa Battery stellt sich vor, dass seine Technologie als Notstromquelle in Haushalten eingesetzt wird, mit einer eventuellen Ausweitung auf Gesundheits- und Technologieanwendungen. Aber vom Betanken großer Militärfahrzeuge ist das noch ein bisschen weit entfernt.

Dann kam die US Navy mit ihrer riesigen Flotte und ihrem unstillbaren Appetit auf teuren Treibstoff. Ende 2012 räumte die US-Marine ein, dass es etwa ein Jahrzehnt dauern würde, bis ihr Ozeanwasser-Treibstoff-Plan plausibel sei … aber er ist in Arbeit. Schließlich geht es um die Umwandlung von Meerwasser (das ist ein Cocktail aus Salzwasser und vielen anderen Dingen) in tatsächlichen Kraftstoff, was eine erhebliche Abweichung von den zuvor erwähnten Plänen darstellt, Batterien mit einem vermutlich viel saubereren Salz zu füllen Wasser Mischung. Und zwar nicht irgendeinen Treibstoff, sondern JP-5-Düsentreibstoff, den die US-Marine bevorzugt für ihre beträchtliche Flotte von Luftfahrzeugen verwendet.

Und dieser Treibstoff könnte theoretisch unterwegs umgewandelt werden, was die Logistik des Auftankens unterwegs erheblich vereinfacht (obwohl die Marine die Logistik zum Einbau der Verarbeitungsmaschinen auf einen Flugzeugträger noch festigen muss) [Quelle: Stewart ].

Der folgende Prozess könnte etwa 100.000 Gallonen (378.541 Liter) JP-5 pro Tag herstellen. Es könnte auch funktionieren, um synthetische Versionen anderer Kraftstoffe auf Kohlenwasserstoffbasis herzustellen, die das Verfahren schließlich vielseitiger machen könnten. Erstens würde eine Verarbeitungsanlage das Kohlendioxid aus dem Wasser (von vager Frische und Herkunft) ziehen. Dieses Kohlendioxid würde auf unbestimmte Weise gespeichert, wie ein Rezept, das einen Koch anweist, eine Zutat beiseite zu legen. Dann wird Meerwasser einer Umkehrosmose unterzogenVerfahren, das Süßwasser produziert - das passiert theoretisch alles auf See und deshalb kann der Prozess nicht einfach mit Süßwasser beginnen. Der zweite Prozess trennt alle Atome des Süßwassers heraus – zwei Wasserstoffatome für mich; ein Sauerstoffatom für dich. Dann trifft der Wasserstoff auf das Kohlendioxid aus dem ersten Schritt und alles durchläuft ein katalytisches Umwandlungsverfahren, das zu Wasser, Wärme und Kraftstoff führt. Das Wasser und die Wärme können verwendet werden, um den Prozess selbst anzutreiben, oder an anderer Stelle auf dem Schiff verwendet werden - der Prozess erfordert eine Art externe Energiequelle, um die gesamte Maschinerie am Laufen zu halten (obwohl die Navy Times vorschlägt, dass die Umwandlung von thermischer Meeresenergie oder nuklear Macht (die auf Militärschiffen bereits alltäglich ist) sind die wahrscheinlichen Anwärter, um ein solches System zu entsaften).

Es gibt also Wasser und Wärme. Einfach genug, um es irgendwie zu recyceln. Und Kraftstoff. Der Treibstoff ist natürlich das ultimative Ziel. Also alles nur um verbrannt zu werden. Aber zumindest wurde es nicht als Schachfigur in einem internationalen politischen Machtspiel benutzt. Im Jahr 2011 gab die Marine durchschnittlich zwischen 3,50 und 4 US-Dollar pro Gallone (3,8 Liter) für JP-5 aus. Der neue JP-5 kostet schätzungsweise zwischen 3 und 6 US-Dollar pro Gallone (3,8 Liter), was sich im Laufe der Zeit verringern wird, da Kosteneinsparungen bei Kraftstoff, Lagerung und Transport dazu beitragen, die Anfangsinvestition auszuzahlen.

Anmerkung des Autors: Kann die US-Marine Meerwasser in Kerosin umwandeln?

Das sind die Antworten, die ich nicht finden konnte. Niemand – zumindest niemand, den ich finden konnte – spricht über andere Umweltauswirkungen dieser synthetischen Kohlenwasserstoffbrennstoffe. Das Betanken eines Schiffes oder eines Jets wird niemals sauber sein. Oder einfach, was das betrifft. Aber es lohnt sich immer, einen Prozess (insbesondere einen neuen Prozess) so weit wie möglich zu verbessern.

Bei diesen synthetischen Kraftstoffen auf Kohlenwasserstoffbasis scheint es vernünftig anzunehmen, dass sie bei der Verbrennung die Umwelt genauso stark belasten wie ihre natürlich gewonnenen Gegenstücke. Ich stütze diese Theorie hauptsächlich auf die Tatsache, dass sie immer noch "Kohlenwasserstoffe" genannt werden und nicht so etwas wie "Wasserstoff" oder "Wasser". Das Wort „Kohlenstoff“ wird wohl immer negativ besetzt sein und Rußbilder im Kopf hervorrufen. (Mit Ausnahme meines Lehrers für Naturwissenschaften in der neunten Klasse, der ein Pyromane war und ständig Kohlepapierblätter in Brand steckte, die so gefaltet waren, dass sie aufrecht standen. Sie hoben sich in die Luft, wenn das Papier kurz vor dem Ausbrennen stand.) Also, Ja, aus diesen Motoren und Auslassöffnungen werden wahrscheinlich rußiger Rauch und Abgase austreten.

Und was passiert mit dem Meerwasser, das während des Produktionsprozesses gereinigt wird? Werden die Schadstoffe herausgelöst und wieder in den Ozean geleitet, wo sie das Schiff verfolgen, während es dahintuckert? Oder ist der gereinigte Teil das Nebenprodukt und der Eintopf des Ozeans wird Teil des Endprodukts? Dies sind die Fragen, von denen ich weiß, dass ich sie beantworten sollte, die ich aber nur wünschte, ich könnte sie beantworten. Wenn ich jedoch jemanden dazu bringen kann, an sie zu denken, muss ich damit zufrieden sein.

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