Paliwo z wody

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Zaopatrywanie w paliwo operujących na całym świecie samolotów US Navy to zadanie skomplikowane, kosztowne i niebezpieczne. W ubiegłym roku U.S. Navy Military Sea Lift Command, która operuje flotyllą 15 specjalnych tankowców, dostarczyła niemal 600 milionów galonów paliwa.

Naukowcy z U.S. Naval Research Laboratory (NRL) pracują nad technologią, która pozwoli na pozyskiwanie paliwa z... wody morskiej. Potencjalne korzyści, to uzyskanie na pełnym morzu paliwa JP-5, co pozwoli na uproszczenie procesu zaopatrywania floty oraz zwiększy bezpieczeństwo i niezależność US Navy - mówi doktor Heather Willauer z NRL. Laboratorium zaprezentowało już technologię pozyskiwania CO₂ i produkcji wodoru z wody morskiej oraz konwersji dwutlenku węgla i H₂ w węglowodory, które można będzie zamienić w paliwo.

Dwutlenek węgla jest powszechnie występującym źródłem węgla. W wodzie morskiej jest go 140 razy więcej niż w powietrzu. Od 1 do 3 procent CO₂ w wodzie morskiej występuje w formie kwasu węglowego, 1% to węglany, a pozostałe 96% jest związane w wodorowęglanach. Jeśli uda się wykorzystać ten węgiel to Marynarka Wojenna będzie mogła uniezależnić się od niepewnych źródeł dostaw paliwa z obcych krajów i/lub utrzymywania długich linii zaopatrzeniowych - dodaje Willauer.

Głównym elementem systemu produkującego paliwo jest trzykomorowe ogniwo elektrochemiczne. Wykorzystuje ono elektryczność do wymiany jonów wodoru produkowanych na anodzie z jonami sodu z wody morskiej. W ten sposób zostaje zwiększona kwasowość wody. Na katodzie woda jest redukowana do H₂ i powstaje NaOH. Można to połączyć z zakwaszoną wodą, przywracając jej oryginalne pH przed spuszczeniem wody do oceanu. Testy wykazały, że metoda ta pozwala na ciągłą produkcję H₂ oraz pozyskanie do 92% CO2 z wody. Obecnie NRL pracuje nad optymalizacją i produkcją paliwa na większą skalę. Wstępne symulacje wykazały, że możliwe będzie produkowanie paliwa do samolotów odrzutowych w cenie 3-6 dolarów za galon.

[Jajcenty 314]

Świetnie. A nie lepiej przystosować sprzęt do latania na wodorze? Całość wydaje mi się strasznie przekombinowana. Więcej węgla dostaną poławiając plankton i wodorosty - jaki jest sens korzystania z tak rozcieńczonego źródła węgla? Samą technologię można by spróbować użyć jak alternatywną, odnawialną na terenach bogatych w słońce, być może jak sposób zawracania węgla w obiegu albo sekwestrację .

[sig 11]

Nie wiem czy po tym przystosowaniu do wodoru zmieściła by się jakakolwiek broń, zaś całość nie była by za ciężka. Główny problem z wodorem to jego przechowywanie, przystosowane do tego zbiorniki są duże i ciężkie.

[.:KRUK:. 1]

Po raz kolejny moja chora wyobraźnia stworzyła myślowego mutanta - odrzutowce F16 na baterie słoneczne! To byłby hit!

[sig 11]

Po raz kolejny moja chora wyobraźnia stworzyła myślowego mutanta - odrzutowce F16 na baterie słoneczne! To byłby hit!

Akurat te latają zwykle z baz lądowych, ale gdyby F14 w wystarczającym tempie "rozkładały" parę wodną (nad morzem wilgotność jest pewnie spora) na wodór i tlen być może coś by z tego wyszło.

 

ps jakaś "hamerykańska" firma ma już opracowaną, wdrożoną etc produkcję paliwa z wody i cukru (niestety nie spożywczego), przy użyciu alg. Mają już kontrakt z armią na dostawy oraz zakończone sukcesem loty z dodatkiem "swojego" paliwa. Gdyby przenieść całą maszynerię na statek (z tego co wiem odbywa się to bez udziału światła), mieli by swoje paliwo wytwarzane na miejscu. A o proste cukry pewnie łatwiej niż o wysokooktanowe paliwo lotnicze.

[mikroos 70]

ps jakaś "hamerykańska" firma ma już opracowaną, wdrożoną etc produkcję paliwa z wody i cukru (niestety nie spożywczego), przy użyciu alg. Mają już kontrakt z armią na dostawy oraz zakończone sukcesem loty z dodatkiem "swojego" paliwa. Gdyby przenieść całą maszynerię na statek (z tego co wiem odbywa się to bez udziału światła), mieli by swoje paliwo wytwarzane na miejscu. A o proste cukry pewnie łatwiej niż o wysokooktanowe paliwo lotnicze.

1. Nie potrafię wyłapać sensu tego zdania. Paliwo z cukru i wody na pewno nie zawiera prostej mieszanki tych dwóch substancji, tylko zostały one przerobione na drodze przemian chemicznych. Tak czy inaczej, jest to więc wysokooktanowe paliwo lotnicze

 

2. Prawdopodobnie zapominasz, że główną zaletą opisanej tutaj metody jest fakt, że okręt nie musi obciążać się półproduktami do produkcji paliwa. W przypadku metody opisanej przez Ciebie trzeba by było albo zabierać cukier ze sobą, albo ekstrahować go czy w inny sposób pozyskiwać z alg, co kolosalnie podniosłoby stopień skomplikowania tego procesu.

[sig 11]

Ano zostało przerobione, przez algi właśnie. w przypadku braku światła "żywią się" cukrem, i jako "odpad" produkują paliwo właśnie (a ścisłej frakcję ropy). Zresztą prawdopodobnie w ten właśnie sposób powstała ropa którą dzisiaj wydobywamy i wykorzystujemy.

 

ps zgodzę się że pomysł z artykułu pewnie lepszy, tyle że do jego realizacji jeszcze daleka droga, zwłaszcza że pewnie trzeba będzie "przerabiać" samoloty na nowe paliwo, a potem prowadzić testy nowego napędu. A "na algach" już się lata, kwestia zmiany proporcji.

[mikroos 70]

Pytanie, czy metoda "z alg" jest tak naprawdę bardziej wydajna. Na pewno jest ciekawa i może zastąpić skomplikowane syntezy, ale nie jestem pewny, czy na polu bitwy zdobycie cukru będzie dostatecznie proste, by metoda nadawała się do użycia.

[nantaniel 59]

Świetny pomysł - wyrzucenie do atmosfery węgla związanego w oceanach.

[MikiWay 3]

Ano zostało przerobione, przez algi właśnie. w przypadku braku światła "żywią się" cukrem, i jako "odpad" produkują paliwo właśnie (a ścisłej frakcję ropy).

Zamiast alg proponuję drożdże

[sig 11]

W sumie to nie wiem czy zdążą wprowadzić tą metodę, przyszłość wojska należy przecież do bezzałogowców, a te aż takiego apetytu na paliwo nie mają. Co więcej, będą mogły być lżejsze od powietrza co jeszcze bardziej ograniczy zużycie paliwa. Inna sprawa że w erze "informatyzacji wszystkiego" banda komputerowych maniaków może narobić więcej szkód niż grupa bojowa lotniskowca, za łamek kwoty tej ostatniej. Nie wszystko jest co prawda podpięte do internetu, ale komputery generalnie są wszędzie, więc będzie można wysłać ich w pobliże celu nawet na "wycieczkę turystyczno-krajoznawczą" a potem niech szukają "agresora" do woli, bo trop urwie się na publicznym/źle zabezpieczonym wi-fi

 

ps w sprawie "wydobywania" wodoru z wody, jak tam sztuczny liść z MiT-u? Zakładam że chodzi o lotniskowce, a takowe mają sporo miejsca na których można by takowe umieścić. Potem albo faktycznie z węglem łączyć albo do ogniw paliwowych (napęd elektryczny jako cichszy powinien lepiej nadawać się do wszelakiego rodzaju dron, zwłaszcza tych podwodnych)

[Usher 22]

ps zgodzę się że pomysł z artykułu pewnie lepszy, tyle że do jego realizacji jeszcze daleka droga, zwłaszcza że pewnie trzeba będzie "przerabiać" samoloty na nowe paliwo, a potem prowadzić testy nowego napędu. A "na algach" już się lata, kwestia zmiany proporcji.

Pomysł z artykułu to od dawna znana i wdrażana na wiele sposobów synteza Fischera-Tropscha (zobacz np. http://pl.wikipedia.org/wiki/Synteza_Fischera-Tropscha ), która może dostarczać paliwa o lepszej jakości niż uzyskiwane z ropy (zobacz np. http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mtj/zal1/pz07/Katarzyna_Hadynska/fuel.html ). Nie ma zatem potrzeby żadnych przeróbek samolotów, a testy mogą co najwyżej potwierdzić lepsze cechy użytkowe. Za cechy wyróżniające daną instalację można uznać jej zwartą budowę (możliwą do uruchomienia w zamkniętym pomieszczeniu) i wybór źródła składników gazu syntezowego.

 

Artykuł podaje wstępne oszacowanie kosztów produkcji paliwa, brak jednak szacunków wydajności instalacji, która w warunkach bojowych może być bardzo istotna - miejsce na instalację nawet na olbrzymim lotniskowcu jest ograniczone, a zapotrzebowanie na paliwo ogromne (startujący F-16 zużywa 2 litry paliwa na sekundę).

[sig 11]

Akurat miejsca pewnie przybędzie, obecne lotniskowce przewożą "morze paliwa" nie tylko dla samolotów ale także nieatomowych okrętów eskorty. Zakładam że w tych ostatnich też można by "wodne paliwo" stosować. Zgodzę się że kluczowa będzie wydajność procesu,a także szybkość zużywania się "części eksploatacyjnych"/katalizatorów. Swoją drogą skoro od 3-6 dolarów za galon (a prądu w ilościach "hurtowych" dostarczy "za darmo" już obecny reaktor jądrowy), to znaczy że coś z lądu trzeba będzie zabierać i potem do paliwa dodawać/często wymieniać w instalacji. Sama woda morska (z którą akurat w przypadku statku nie będzie problemu) nie wystarczy.

[Usher 22]

@sig

Moim zdaniem miejsca tak dużo nie przybędzie, bo wyprodukowane paliwo i tak trzeba gromadzić na zapas. Aby zapewnić niezawodność, instalacja przeznaczona do pracy ciągłej powinna być zdublowana - zajmujemy więc dwa dotychczasowe zbiorniki paliwa. Dalej - buforowanie wody morskiej jest jednak niezbędne w warunkach bojowych (pobór tysięcy ton wody do zasilania instalacji może utrudniać manewrowanie okrętem), zajmujemy zatem kolejne zbiorniki. Potrzebujemy też miejsca na przechowanie wspomnianych dodatków uszlachetniających paliwo, katalizatorów czy części zamiennych do instalacji oraz miejsc dla personelu obsługującego instalację.

 

Masz rację co do możliwości wykorzystania paliwa dla okrętów o napędzie spalinowym. Podczas syntezy powstają różne frakcje węglowodorów, a na ich proporcje zapewne można wpływać zmieniając parametry pracy instalacji, więc teoretycznie produkcja taka jest możliwa, ale obawiam się, że na jej realizację nawet z uwzględnieniem buforowania może zabraknąć i wydajności instalacji (za mało CO2), i wolnych mocy reaktora.

[sig 11]

Co do CO2, to na okrętach podwodnych mają go "nadmiar" (jest wydychany przez załogę, zaś wymiana powietrza jest tam w zasadzie luksusem. Podwodny okręt na powierzchni to okręt bezużyteczny, jego miejsce jest w możliwie dużej odległości od takowej), być może dało by się go wykorzystać np "regenerując" pochłaniacze. Paliwo owszem należało by magazynować, ale w ilościach dużo mniejszych niż się to obecnie robi. Wodę morską też o ile będzie taka konieczność, jeśli dysze wlotowe będą "obrotowe" będzie można wykorzystać je do wspomagania manewrów.

[Mariusz Błoński 195]

Przychylam się do zdania Mikroosa. Nic nie zastąpi możliwosci produkcji paliwa na miejscu. A co do wątpliwych oszczędności miejsca - nie zgadzam się. Po prosu z grupą bojową lotniskowca będzie płynął dodatkowy okręt produkujący paliwo. Do tego sam lotniskowiec może mieć niewielką instalację na bieżące potrzeby, a gdyby nagle zapotrzebowanie na paliwo wzroslo to jest okręt-producent. Znikają dwa główne problemy: 1. konieczność transportowania paliwa na setki/tysiące kilometrów (i związane z tym ryzyko, bo o ile na grupę lotniskowca nie ma obecnie mocnych, to taki tankowiec może pewnie dość łatwo upolować), 2. ryzyko przetaczania na pełnym morzu olbrzymich ilości paliwa.

[Usher 22]

@sig

Na okrętach podwodnych brak miejsca na jakiekolwiek dodatkowe instalacje, zwłaszcza jeśli mają być źródłem dodatkowego hałasu na okręcie w zanurzeniu, a zasoby CO2 w pochłaniaczach moim zdaniem są na poziomie syntezy na skalę laboratoryjną, a nie przemysłową.

 

Jeśli chodzi o istotne zmniejszenie zapasu paliwa, to uważam, że nie należy oczekiwać rewolucji. Moim zdaniem samo podkreślenie zdolności do pracy ciągłej wskazuje na przeznaczenie instalacji do ciągłego uzupełniania zapasów, a nie do produkcji paliwa w wielkiej ilości na żądanie w razie potrzeby. Dobrze znanych procesów chemicznych nie da się istotnie przyspieszyć - jeśli chcesz mieć więcej paliwa, a nie możesz użyć innej reakcji chemicznej czy wydajniejszego katalizatora, musisz postawić większą instalację. Nie ma jednak co gdybać, bo nie znamy wydajności instalacji.

[Usher 22]

@Mariusz Błoński

1. Zwracam uwagę, że artykuł dotyczy produkcji paliwa wyłącznie na potrzeby samolotów, aby ograniczyć ryzykowną konieczność tankowania w locie. Mowa o namierzaniu płynącego zbiornikowca czy przetaczaniu paliwa na pełnym morzu jest nie na miejscu.

2. Dodatkowy okręt to dodatkowy cel i zmniejszenie manewrowości grupy, czyli zwiększenie ryzyka.

[Skotos 3]

A co do wątpliwych oszczędności miejsca - nie zgadzam się. Po prosu z grupą bojową lotniskowca będzie płynął dodatkowy okręt produkujący paliwo.,

 

Dodam jeszcze jeden wątek który się tutaj nie pojawił: na lotniskowcach atomowych obecnie produkuje się paliwo w procesie przetwarzania węgla kamiennego przy wykorzystaniu prądu z drugiego reaktora.

Czyli nowa metoda ma zaletę - nie trzeba transportować węgla.

 

Nie będzie dodatkowych okrętów - potrzeba sporo energii aby produkować węglowodowry, wymagany reaktor, nie ma sensu budować specjalnych okrętów z reaktorem do produkcji paliwa... chyba że nowa metoda ma mniejsze zapotrzebowanie na prąd, a z podanego opisu podejrzewam że tak, wtedy klasyczne lotniskowce (takie USA także mają) oraz okręty bazowe (pokłady na 8 śmigłowców i Ospreye) będą mogły także produkować paliwo lotnicze.

[sig 11]

@Mariusz Błoński

1. Zwracam uwagę, że artykuł dotyczy produkcji paliwa wyłącznie na potrzeby samolotów, aby ograniczyć ryzykowną konieczność tankowania w locie. Mowa o namierzaniu płynącego zbiornikowca czy przetaczaniu paliwa na pełnym morzu jest nie na miejscu.

A niby jak miało by to ograniczyć takowe? Moim zdaniem ma ograniczyć/wyeliminować konieczność przerzucania paliwa na lotniskowiec. W samych samolotach tej instalacji raczej nie będzie, wykorzystuje wodę morską a nie powietrze morskie.

2. Dodatkowy okręt to dodatkowy cel i zmniejszenie manewrowości grupy, czyli zwiększenie ryzyka.

A także konieczność przepompowywania tegoż paliwa na morzu, i to w sporych ilościach. Moim zdaniem budowa w tym celu specjalnego okręgu mija się z celem, łatwiej i taniej będzie powiększyć lotniskowiec o ile zajdzie taka konieczność. Nawet jeśli na potrzeby tej instalacji trzeba mu będzie dołożyć reaktor. A to może się okazać konieczne,bo następna generacja amerykańskich lotniskowców ma mieć katapulty "railgunowe", co podbije zużycie energii (ale za to umożliwi płynną regulację mocy, a co za tym idzie bezpieczne "wystrzeliwanie" mniejszych, wolniejszych samolotów np ULV-ów)

 

ps lotniskowce przewożą paliwo dla nieatomowych statków eskorty właśnie po to żeby uniknąć konieczności wysyłania specjalnych statków przeznaczonych tylko do tego celu.