Sinds enkele jaren is de Amerikaanse marine op zoek naar een manier om straaljagers aan boord van vliegdekschepen in de open oceaan van brandstof te voorzien zonder afhankelijk te zijn van het bijtanken van schepen. En wat is er efficiënter dan het water gebruiken dat in alle richtingen beschikbaar is, zover het oog reikt?
Nu hebben wetenschappers van het US Naval Research Laboratory aangetoond in staat te zijn kooldioxide en waterstof uit zeewater terug te winnen en er een vloeibare koolwaterstofbrandstof van te maken - het soort dingen dat een straalmotor kan aandrijven. In feite vlogen onderzoekers onlangs met een modelvliegtuig als proof of concept.
Vliegende onderzoekers vliegen met een radiogestuurde replica van een WWII P-51 Mustang en tonen aan hoe de vloeibare koolwaterstofbrandstof een ongemodificeerde tweetakt verbrandingsmotor aandrijft. (US Naval Research Laboratory) Met behulp van een gepatenteerd elektrochemisch apparaat konden onderzoekers koolstofdioxide uit het water halen, waterstof krijgen als bijproduct en vervolgens de twee gassen van elkaar stuiteren om de vloeibare brandstof te produceren. De wetenschappers zeggen dat ze ongeveer 97 procent van de opgeloste koolstofdioxide uit het water kunnen halen en ongeveer 60 procent van de geëxtraheerde gassen kunnen omzetten in koolwaterstoffen die kunnen worden omgezet in brandstof ten koste van ongeveer $ 3 tot $ 6 per gallon. Het low-end is gelijk aan de huidige kosten voor vliegtuigbrandstof, terwijl het high-end het dubbele van de prijs is. De brandstof kan over 10 jaar commercieel levensvatbaar zijn.
De elektrolytische kationenuitwisselingsmodule is gemonteerd op een draagbare skid samen met een omgekeerde osmose-eenheid, voeding, pomp, eigen koolstofdioxide-terugwinningssysteem en waterstofstripper om een koolstofafvangsysteem te vormen. (US Naval Research Laboratory) Dus wat is het addertje? Nou, er zijn er veel.
Ten eerste is de concentratie koolstofdioxide in zeewater ongeveer 100 milligram per liter. Dat is 140 keer groter dan dat van lucht, maar nog steeds niet erg veel in reële termen. Eén rapport berekent dat je bijna negen miljoen kubieke meter water moet verwerken om 100.000 liter brandstof te maken, en dat gaat uit van 100 procent efficiëntie. Ga uit van veel minder efficiëntie en u moet veel meer water aannemen. En hoe meer water je verwerkt, hoe meer plankton en andere kleine beestjes je uit de voedselketen verwijdert - met mogelijk catastrofale resultaten voor het leven in zee.
Ten tweede zou je al dat water met een bepaalde vorm van energie in de conversiemachine moeten pompen, en als het schip brandstof gebruikt om elektriciteit te maken voor de conversie, dan zou het hele proces zinloos zijn. Dus de conversie zou moeten plaatsvinden op een nucleair aangedreven vliegdekschip, waar energie relatief schoon en goedkoop is.
Wat gebeurt er dan met de andere 40 procent, inclusief de 25 procent die milieuonvriendelijk methaan wordt als 60 procent van het gas wordt omgezet?
En brengt vliegende stralen niet gewoon de koolstof terug in de atmosfeer? Ja, zegt de marine en merkt op dat het systeem tenminste in theorie constant in evenwicht zou zijn, omdat koolstof van de zee naar de lucht ging en vervolgens terug de zee in om opnieuw te worden geëxtraheerd.
Net als elke andere alternatieve energiebron zal zeewaterbrandstof alleen slagen als iedereen het erover eens is dat wat uit het proces komt, aanzienlijk meer waard is dan wat erin gaat. In dit geval, met nationale verdediging als een belangrijk onderdeel van de motivatie, is de kans groot dat het onderzoek zal worden voortgezet.
Dit artikel werd oorspronkelijk gepubliceerd door het redactieteam van XPRIZE, dat gestimuleerde wedstrijden ontwerpt en exploiteert om radicale doorbraken te bewerkstelligen ten behoeve van de mensheid.
