¿Puede la Marina de los EE. UU. convertir el agua de mar en combustible para aviones?

Seguro que pueden, bueno, al menos dicen que pueden. Algún día. Es posible que la Marina de los EE. UU. no pueda crear combustible a partir del agua de mar en este momento, pero alegan que es posible. Entonces, ¿por qué no convertir el agua en vino si es tan fácil convertir el océano salobre, salado y contaminado en algo más valioso? Bueno, retrocedamos unos 10 años para seguir la progresión lógica de la teoría del agua salada en combustible.

En 2003, un inventor llamado John Kanzius estaba trabajando en un método de usar ondas de radio para atacar y destruir las células cancerosas sin afectar la piel sana cercana. Unos años más tarde, descubrió que su máquina podía generar electricidad mediante el uso de ondas de radio para eliminar el agua salada: después de golpear el agua con una explosión concentrada de ondas de radio, el agua se volvió inflamable y encendió una cerilla encendida. Sin embargo, el agua perdió su inflamabilidad tan pronto como cesaron las ondas de radio.

La máquina de Kanzius logra este efecto agitando la composición del agua salada. El agua salada (como si no te hubieras dado cuenta de esto ya) está hecha de dos ingredientes: sal (cloruro de sodio) y agua (hidrógeno y oxígeno). Cuando las ondas de radio penetran en el agua, las moléculas de hidrógeno se sueltan y sus propiedades normales de inflamabilidad se vuelven más accesibles.

Uno de los trucos para aprovechar la energía en general, no solo encender agua salada, es asegurarse de que el proceso pueda capturar más energía de la que se necesita para operar toda la maquinaria necesaria para extraer la energía. De lo contrario, la generación de energía estará operando con una pérdida neta y no tiene sentido hacerlo ya que el proceso no será sostenible. En realidad, es una ecuación un poco más complicada que simplemente medir la energía gastada frente a la energía generada. También está el aspecto ambiental: ¿cuánta contaminación se produjo para crear y operar la maquinaria, y la energía recién capturada es lo suficientemente limpia como para que valga la pena? ¿Los recursos se han ido para siempre o son renovables? ¿Y qué pasa con los costos continuos de operación, el mantenimiento? ¿El trabajo humano requerido? Hasta ahora, el aparato de ondas de radio de Kanzius no puede t cumplir con los umbrales necesarios. Fue (y sigue siendo) un logro digno de mención, pero otros innovadores también han progresado en los últimos 10 años.

En febrero de 2012, una empresa japonesa llamada Furukawa Battery anunció que estaba trabajando en una pila de combustible con una tecnología similar. La compañía espera que las celdas de combustible, cuando estén listas para el horario de máxima audiencia, cuesten aproximadamente la mitad que una batería convencional comparable [fuente: Pentland ]. Furukawa Battery prevé que su tecnología se utilice como fuente de energía de respaldo en los hogares, con una eventual expansión a las aplicaciones de atención médica y tecnología. Pero aún así, eso está un poco lejos de alimentar grandes vehículos militares.

Llegó la Marina de los EE. UU., con su enorme flota y su insaciable apetito por el combustible caro. A fines de 2012, la Marina de los EE. UU. reconoció que tomaría aproximadamente una década antes de que su plan de agua del océano para combustible fuera plausible ... pero está en proceso. Después de todo, están hablando de convertir el agua del océano (que es un cóctel hecho de agua salada y muchas otras cosas) en combustible real, lo cual es una desviación significativa de los planes mencionados anteriormente de llenar las baterías con una sal presumiblemente mucho más limpia. mezcla de agua Y no cualquier combustible, sino el jet fuel JP-5, que es el que prefiere la Marina de los EE. UU. para su considerable flota de vehículos aerotransportados.

Y, en teoría, este combustible podría convertirse sobre la marcha, simplificando considerablemente la logística de reabastecimiento de combustible en ruta (aunque la Marina aún tiene que solidificar la logística de instalar la maquinaria de procesamiento en un portaaviones) [fuente: Stewart ].

El siguiente proceso podría producir alrededor de 100 000 galones (378 541 litros) de JP-5 por día. También podría funcionar para producir versiones sintéticas de otros combustibles a base de hidrocarburos, lo que eventualmente podría hacer que el proceso sea más versátil. Primero, una planta de procesamiento extraería el dióxido de carbono del agua (de frescura y origen vagos). Este dióxido de carbono se almacenaría de una manera no especificada, como una receta que le indica a un cocinero que debe reservar un ingrediente. Luego, el agua del océano se somete a una ósmosis inversa.procedimiento que produce agua dulce; teóricamente, todo esto sucede en el mar y es por eso que el proceso no puede comenzar simplemente con agua dulce. El segundo proceso separa todos los átomos del agua dulce: dos átomos de hidrógeno para mí; un átomo de oxígeno para ti. Luego, el hidrógeno se encuentra con el dióxido de carbono del primer paso y todo pasa por un proceso de conversión catalítica que da como resultado agua, calor y combustible. El agua y el calor se pueden usar para ayudar a alimentar el proceso en sí o se pueden usar en otras partes del barco; el proceso requiere algún tipo de fuente de energía externa para mantener toda la maquinaria en funcionamiento (aunque el Navy Times sugiere que la conversión de energía térmica oceánica o nuclear (que ya es un lugar común en los buques militares) son los posibles contendientes para potenciar dicho sistema).

Entonces, hay agua y calor. Bastante fácil de reciclar de alguna manera. y combustible El combustible es, por supuesto, el objetivo final. Entonces, todo eso solo para ser quemado. Pero al menos no se usó como un peón en algún tipo de juego de poder político internacional. En 2011, la Marina gastó entre $3,50 y $4 por galón (3,8 litros), en promedio, por JP-5. Se estima que el nuevo JP-5 costará entre $3 y $6 por galón (3,8 litros), lo que disminuirá con el tiempo a medida que los ahorros en costos de combustible, almacenamiento y transporte ayuden a pagar la inversión inicial.

Nota del autor: ¿Puede la Marina de los EE. UU. convertir el agua de mar en combustible para aviones?

Estas son las respuestas que no pude encontrar. Nadie, al menos nadie que yo haya podido encontrar, está hablando de otras implicaciones ambientales de estos combustibles de hidrocarburos sintéticos. Repostar un barco o un jet nunca va a estar limpio. O fácil, para el caso. Pero siempre valdrá la pena mejorar un proceso (especialmente un proceso nuevo) tanto como sea posible.

Entonces, de estos combustibles sintéticos a base de hidrocarburos, parece razonable suponer que, a medida que se queman, contaminarán a la par que sus contrapartes de origen natural. Baso esa teoría principalmente en el hecho de que todavía se les llama "hidrocarburos" y no algo así como "hidrógeno" o "agua". La palabra "carbono" probablemente siempre tendrá una connotación negativa, evocando imágenes mentales de hollín. (Con la excepción de mi profesor de ciencias de noveno grado, que era un pirómano y constantemente prendía fuego a las hojas de papel carbón, dobladas para que se pusieran de pie. Se elevaban en el aire cuando el papel estaba a punto de quemarse). Entonces, sí, probablemente habrá humo de hollín y emisiones de escape de estos motores y puertos de escape.

¿Y qué sucede con el agua del océano que se purifica durante el proceso de producción? ¿Se eliminan los contaminantes y se devuelven al océano, arrastrando al barco a medida que avanza? ¿O la parte purificada es el subproducto y el estofado del océano se convierte en parte del producto final? Estas son las preguntas que sé que debo responder, pero que solo desearía poder responder. Sin embargo, si puedo hacer que alguien más piense en ellos, tendré que estar feliz con eso.

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