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


Ils le peuvent bien sûr - eh bien, au moins ils disent qu'ils le 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 ils prétendent que c'est possible. Pourquoi ne pas simplement transformer l'eau en vin, alors, s'il est si facile de convertir 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 en carburant.

En 2003, un inventeur du nom de 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 générer de l'électricité en utilisant les ondes radio pour zapper l'eau salée - après avoir frappé l'eau avec une explosion concentrée d'ondes radio, l'eau est devenue inflammable, enflammant une allumette allumée. L'eau a cependant perdu son inflammabilité dès que les ondes radio ont été arrêtées.

La machine de Kanzius obtient cet effet en bouleversant 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 enflammer l'eau salée - est de s'assurer que le processus peut capturer 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 à 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 générée. Il y a aussi l'aspect environnemental - quelle quantité 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 ont-elles disparu pour de bon ou sont-elles renouvelables ? Et qu'en est-il des coûts permanents d'exploitation -- 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 c'est toujours) une réalisation remarquable, mais d'autres innovateurs ont également fait des progrès au cours des 10 dernières années.

En février 2012, une société 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 seront prêtes pour les heures de grande écoute, coûteront environ la moitié du prix d'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 encore, c'est un peu loin de faire le plein de gros véhicules militaires.

Vint ensuite la marine américaine, avec sa flotte massive et son appétit insatiable pour le carburant coûteux. Fin 2012, la marine américaine a reconnu qu'il faudrait environ une décennie avant que son plan d'alimentation en eau de mer ne soit plausible... mais c'est en cours. Après tout, ils parlent de transformer l'eau de mer (qui est un cocktail composé d'eau salée et de beaucoup d'autres choses) en véritable carburant, ce qui est un écart significatif par rapport aux plans mentionnés précédemment de remplissage des batteries avec un sel vraisemblablement beaucoup plus propre. mélange d'eau. Et pas n'importe quel carburant, mais du carburéacteur JP-5, que la marine américaine préfère utiliser pour sa flotte considérable de véhicules aéroportés.

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

Le processus suivant pourrait produire environ 100 000 gallons (378 541 litres) de JP-5 par jour. Cela 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 traitement extrairait le dioxyde de carbone de l'eau (de vague fraîcheur et d'origine). Ce dioxyde de carbone serait stocké d'une manière indéterminée, 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 dès la première étape et tout passe par une procédure de conversion catalytique qui produit 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 être utilisées ailleurs sur le navire - le processus nécessite une sorte de source d'énergie extérieure pour faire fonctionner toutes les machines (bien que le Navy Times suggère que la conversion de l'énergie thermique des océans ou le nucléaire puissance (qui est déjà monnaie 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 du carburant. Le carburant est, bien sûr, l'objectif ultime. Donc, 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 le JP-5. On estime que le nouveau JP-5 coûte entre 3 $ et 6 $ le gallon (3,8 litres), ce qui diminuera avec le temps, car les économies de carburant, de stockage et de transport contribueront à amortir l'investissement initial.

>Beaucoup plus d'informations

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 pu trouver. Personne - du moins personne que j'ai pu trouver - ne parle d'autres implications environnementales de ces hydrocarbures synthétiques. Faire le plein d'un navire ou d'un jet ne sera jamais propre. Ou facile, d'ailleurs. Mais cela vaudra toujours la peine d'améliorer un processus (surtout un nouveau processus) autant que possible.

Donc, parmi 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 car le papier était sur le point de brûler.) Donc, 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'advient-il de l'eau de mer qui est purifiée pendant le processus de production ? Les contaminants sont-ils éliminés et remis dans l'océan, à la traîne du navire alors qu'il avance? Ou la partie purifiée est-elle le sous-produit, et le ragoût de l'océan devient-il une partie du produit final ? Ce sont les questions auxquelles je sais que je devrais répondre, mais auxquelles je souhaite seulement pouvoir répondre. Si je peux amener quelqu'un d'autre à y penser, je devrai m'en contenter.

Articles connexes

  • L'eau salée peut-elle alimenter les voitures ?
  • Comment fonctionne le biodiesel
  • Comment fonctionne un moteur à essence boosté à l'hydrogène
  • Comment transformer les algues en biocarburant ?
  • Le biocarburant est-il une alternative raisonnable (et sûre) au carburéacteur ?

>Sources

  • Pentland, Guillaume. « 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, Josué. "Les yeux de la marine transforment l'eau de mer en carburéacteur." Temps de la Marine. 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