La marine américaine peut-elle transformer l'eau de mer en carburéacteur?

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Un F / A-18E Hornet affecté aux Dambusters of Strike Fighter Squadron (VFA) 195 lancements du porte-avions USS George Washington (CVN 73) lors d'opérations de routine dans la mer de Chine méridionale. Avec l'aimable autorisation de l'US Navy, photo du lieutenant Cmdr. Denver Applehans / libérés

Ils peuvent certainement - enfin, au moins ils disent qu'ils peuvent. Un jour. La marine américaine n'est peut-être pas en mesure de créer du carburant à partir de l'eau de mer pour le moment, mais elle allègue que c'est possible. Pourquoi ne pas simplement transformer l'eau en vin, alors, s'il est si facile de transformer l'océan saumâtre, salé et pollué en quelque chose de plus précieux? Eh bien, revenons environ 10 ans en arrière pour suivre la progression logique de la théorie de l'eau salée vers le carburant.

En 2003, un inventeur nommé John Kanzius travaillait sur une méthode d'utilisation des ondes radio pour cibler et détruire les cellules cancéreuses sans affecter la peau saine à proximité. Quelques années plus tard, il a découvert que sa machine pouvait produire de l'électricité en utilisant les ondes radio pour zapper l'eau salée - après avoir frappé l'eau avec une explosion d'onde radio concentrée, l'eau est devenue inflammable, allumant une allumette allumée. L'eau a cependant perdu son inflammabilité dès que les ondes radio ont été arrêtées.

La machine de Kanzius réalise cet effet en agitant la composition de l'eau salée. L'eau salée (comme si vous ne l'aviez pas déjà compris) est composée de deux ingrédients: le sel (chlorure de sodium) et l'eau (hydrogène et oxygène). Lorsque les ondes radio pénètrent dans l'eau, les molécules d'hydrogène sont secouées et leurs propriétés normales d'inflammabilité deviennent plus faciles d'accès.

L'une des astuces pour exploiter l'énergie en général - pas seulement pour allumer l'eau salée - est de s'assurer que le processus peut capter plus d'énergie qu'il n'en faut pour faire fonctionner toutes les machines nécessaires pour extraire l'énergie. Sinon, la production d'énergie fonctionnera avec une perte nette et cela ne sert à rien puisque le processus ne sera pas durable. C'est en fait une équation un peu plus compliquée que de simplement mesurer l'énergie dépensée par rapport à l'énergie produite. Il y a aussi l'aspect environnemental - combien de pollution s'est produite pour créer et faire fonctionner les machines, et l'énergie nouvellement capturée est-elle suffisamment propre pour en valoir la peine? Les ressources sont-elles définitivement perdues ou sont-elles renouvelables? Et qu'en est-il des coûts d'exploitation permanents - la maintenance? Le travail humain requis? Jusqu'à présent, l'appareil à ondes radio de Kanzius ne peut pas atteindre ces seuils nécessaires. C'était (et est toujours) une réalisation remarquable, mais d'autres innovateurs ont également progressé au cours des 10 dernières années..

En février 2012, une entreprise japonaise appelée Furukawa Battery a annoncé qu'elle travaillait sur une pile à combustible utilisant une technologie similaire. La société s'attend à ce que les piles à combustible, lorsqu'elles soient prêtes pour les heures de grande écoute, coûtent environ la moitié moins qu'une batterie conventionnelle comparable [source: Pentland]. Furukawa Battery envisage que sa technologie soit utilisée comme source d'alimentation de secours dans les maisons, avec une éventuelle expansion dans les applications de soins de santé et de technologie. Mais quand même, c'est un peu loin de faire le plein de gros véhicules militaires.

Vient ensuite la marine américaine, avec sa flotte massive et son appétit insatiable pour le carburant coûteux. À la fin de 2012, la marine américaine a reconnu qu'il faudrait environ une décennie avant que son plan de ravitaillement en eau océanique soit plausible ... mais il est en préparation. Après tout, ils parlent de transformer l'eau de mer (qui est un cocktail à base d'eau salée et beaucoup d'autres choses) en carburant réel, ce qui est un écart important par rapport aux plans susmentionnés de remplissage des batteries avec un sel probablement beaucoup plus propre. mélange d'eau. Et pas n'importe quel carburant, mais du kérosène JP-5, ce que la marine américaine préfère utiliser pour sa flotte considérable de véhicules aériens..

Et ce carburant pourrait théoriquement être converti en cours de route, simplifiant considérablement la logistique du ravitaillement en cours de route (bien que la marine n'ait pas encore solidifié la logistique de l'installation des machines de traitement sur un porte-avions) [source: Stewart].

Le procédé suivant pourrait produire environ 100 000 gallons (378 541 litres) de JP-5 par jour. Il pourrait également fonctionner pour produire des versions synthétiques d'autres carburants à base d'hydrocarbures, ce qui pourrait éventuellement rendre le processus plus polyvalent. Premièrement, une usine de transformation retirerait le dioxyde de carbone de l'eau (de vague fraîcheur et d'origine). Ce dioxyde de carbone serait stocké d'une manière non spécifiée, comme une recette indiquant à un cuisinier qu'un ingrédient doit être mis de côté. Ensuite, l'eau de mer est soumise à une procédure d'osmose inverse qui produit de l'eau douce - théoriquement, tout se passe en mer et c'est pourquoi le processus ne peut pas simplement commencer avec de l'eau douce. Le deuxième processus sépare tous les atomes de l'eau douce - deux atomes d'hydrogène pour moi; un atome d'oxygène pour vous. Ensuite, l'hydrogène rencontre le dioxyde de carbone de la première étape et tout passe par une procédure de conversion catalytique qui se traduit par de l'eau, de la chaleur et du carburant. L'eau et la chaleur peuvent être utilisées pour aider à alimenter le processus lui-même ou utilisées ailleurs sur le navire - le processus nécessite une sorte de source d'énergie extérieure pour maintenir toutes les machines en marche (bien que le Navy Times suggère que la conversion d'énergie thermique océanique ou nucléaire (qui est déjà courante sur les navires militaires) sont les prétendants probables à un tel système).

Donc, il y a de l'eau et de la chaleur. Assez facile à recycler en quelque sorte. Et le carburant. Le carburant est, bien entendu, l'objectif ultime. Alors, tout ça juste pour être brûlé. Mais au moins, il n'a pas été utilisé comme un pion dans une sorte de jeu de pouvoir politique international. En 2011, la Marine a dépensé entre 3,50 $ et 4 $ le gallon (3,8 litres), en moyenne, pour JP-5. On estime que le nouveau JP-5 coûtera entre 3 et 6 dollars le gallon (3,8 litres), ce qui diminuera avec le temps, car les économies de carburant, de stockage et de transport aideront à rembourser l'investissement initial..

Note de l'auteur: La marine américaine peut-elle transformer l'eau de mer en carburéacteur?

Ce sont les réponses que je n'ai pas trouvées. Personne - du moins personne que j'ai pu trouver - ne parle des autres implications environnementales de ces hydrocarbures synthétiques. Faire le plein d'un bateau ou d'un jet ne sera jamais propre. Ou facile, d'ailleurs. Mais il vaudra toujours la peine d'améliorer un processus (en particulier un nouveau processus) autant que possible.

Ainsi, de ces carburants synthétiques à base d'hydrocarbures, il semble raisonnable de supposer que lorsqu'ils sont brûlés, ils pollueront au même titre que leurs homologues d'origine naturelle. Je fonde cette théorie principalement sur le fait qu'ils sont toujours appelés «hydrocarbures» et non quelque chose comme «hydrogène» ou «eau». Le mot «carbone» aura probablement toujours une connotation négative, évoquant des images mentales de suie. (À l'exception de mon professeur de sciences de neuvième année, qui était un pyromane et mettait constamment le feu à des feuilles de papier carbone, pliées pour se tenir debout. Elles se soulevaient dans les airs alors que le papier était sur le point de brûler.) oui, il y aura probablement de la fumée de suie et des gaz d'échappement émis par ces moteurs et ces orifices d'échappement.

Et qu'arrive-t-il à l'eau de mer purifiée pendant le processus de production? Les contaminants sont-ils éliminés et remis dans l'océan, traînant le navire pendant qu'il avance? Ou la partie purifiée est-elle le sous-produit, et le ragoût de l'océan fait-il partie du produit final? Telles sont les questions auxquelles je sais que je devrais répondre, mais auxquelles je souhaiterais seulement pouvoir répondre. Si je peux amener quelqu'un d'autre à penser à eux, je devrai être content de ça.

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Sources

  • Pentland, William. "Piles à combustible à eau salée - Bientôt?" Forbes. 27 mars 2012. (25 février 2013) http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
  • Stewart, Joshua. "Les yeux de la marine transforment l'eau de mer en carburéacteur." Navy Times. 13 octobre 2012. (25 février 2013) http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
  • Stroh, Michael. "Transformer l'eau en carburant." Science populaire. 13 novembre 2007. (25 février 2013) http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel



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