¿Puede la Marina de los Estados Unidos convertir el agua de mar en combustible para aviones?

Un F / A-18E Hornet asignado a los Dambusters del Strike Fighter Squadron (VFA) 195 se lanza desde el portaaviones USS George Washington (CVN 73) durante operaciones de rutina en el Mar de China Meridional. Cortesía de la Marina de los Estados Unidos, foto de la teniente comodoro. Denver Applehans / liberado

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 al combustible..

En 2003, un inventor llamado John Kanzius estaba trabajando en un método para 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 un fósforo encendido. Sin embargo, el agua perdió su inflamabilidad tan pronto como se detuvieron las ondas de radio..

La máquina de Kanzius consigue este efecto agitando la composición del agua salada. El agua salada (como si no pudieras haberlo descubierto 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 fáciles de acceder..

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 necesaria para operar toda la maquinaria necesaria para extraer la energía. De lo contrario, la generación de energía operará 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 valer la pena? ¿Se acabaron los recursos 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 alcanzar esos umbrales necesarios. Fue (y sigue siendo) un logro notable, 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 celda de combustible con tecnología similar. La compañía espera que las celdas de combustible, cuando estén listas para el horario de máxima audiencia, costarán 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 en aplicaciones de tecnología y atención médica. Pero aún así, eso está un poco lejos de alimentar grandes vehículos militares..

Llegó la Marina de los Estados Unidos, con su enorme flota y su insaciable apetito por el costoso combustible. 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 alimentar 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 combustible para aviones JP-5, que es lo que la Marina de los EE. UU. Prefiere utilizar para su considerable flota de vehículos aéreos..

Y este combustible podría teóricamente convertirse sobre la marcha, simplificando considerablemente la logística del 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 aproximadamente 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 vaga frescura y origen). Este dióxido de carbono se almacenaría de una manera no especificada, como una receta que indica a un cocinero que se debe reservar un ingrediente. Luego, el agua del océano se somete a un procedimiento de ósmosis inversa que produce agua dulce; en teoría, 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 procedimiento de conversión catalítica que da como resultado agua, calor y combustible. El agua y el calor pueden usarse para ayudar a impulsar el proceso en sí o usarse en cualquier otro lugar 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 el poder (que ya es común en los buques militares) son los probables contendientes para impulsar tal 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 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 de 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 pude encontrar, está hablando de otras implicaciones ambientales de estos combustibles de hidrocarburos sintéticos. Alimentar un barco o un jet nunca estará 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 a base de hidrocarburos sintéticos, parece razonable suponer que a medida que se queman, contaminarán a la par con sus contrapartes de origen natural. Baso esa teoría principalmente en el hecho de que todavía se llaman "hidrocarburos" y no algo 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 llamas a hojas de papel carbón, dobladas para estar de pie. Se elevaban en el aire cuando el papel estaba a punto de quemarse). sí, probablemente habrá humo de hollín y gases de escape emitidos por 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 un subproducto y el guiso 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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Fuentes

• Pentland, William. "Pilas de combustible de agua salada - ¿Próximamente?" Forbes. 27 de marzo de 2012. (25 de febrero de 2013) http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
• Stewart, Joshua. "Ojos marinos que convierten el agua de mar en combustible para aviones". Tiempos de la Armada. 13 de octubre de 2012. (25 de febrero de 2013) http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
• Stroh, Michael. "Convertir el agua en combustible". Ciencia popular. 13 de noviembre de 2007. (25 de febrero de 2013) http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel