Океанская вода: новое топливо для кораблей и самолетов

Заправка военных кораблей в открытом море является сложным и дорогостоящим процессом. Американская Военно-морская исследовательская лаборатория (NRL) планирует решить эту проблему, добывая топливо непосредственно из морской воды.

Ученые планируют создать эффективный каталитический процесс, превращающий CO2 и H2 непосредственно в жидкое углеводородное топливо. Таким образом, военные корабли смогут производить горючее марки JP-5 непосредственно в море, обеспечивая топливом реактивные самолеты и корабельные турбины.

В 2011 финансовом году ВМС США закупили почти 2,2 млрд литров топлива для военного флота. При этом все это огромное количество топлива надо было распределить по всему миру – в регионах базирования и патрулирования американских кораблей.

Ученые из NRL разработали и успешно продемонстрировали технологии восстановления углекислого газа, растворенного в воде, извлечения водорода с помощью электрохимической ячейки и последующего превращения CO2 и H2 в углеводородное топливо. В перспективе данные технологии позволят создать реактор, который обеспечит флот топливом, без необходимости выстраивать сложную логистическую цепочку и закупать нефть.

В процессе "волшебного превращения" используют каталитические реакции, похожие на те, что применяются в синтезе Фишера-Тропша. Благодаря инновационным технологиям производства катализаторов из железа ученые NRL улучшили эффективность извлечения CO2 до 60 %.

Концентрация CO2 в океане примерно в 140 раз больше, чем в воздухе. От двух до трех процентов СО2 в морской воде присутствуют в виде углекислоты, один процент в виде карбоната, а остальные 96-97% - бикарбонат. Специалисты NRL разработали двухэтапный процесс превращения морской воды в жидкие углеводороды. На первом этапе катализатор на основе железа добывает из воды до 60% углекислого газа, препятствуя образованию метана в пользу олефинов.

На втором этапе олефины подвергаются олигомеризации (химический процесс, который преобразует мономеры, молекулы с низкой молекулярной массой, в соединения с более высокой молекулярной массой) в жидкость, содержащую специфические молекулы углеводорода (C9-C16). Получившаяся жидкость с помощью никелевых катализаторов превращается в готовое горючее.

По расчетам военных специалистов, топливо из морской воды будет стоить 3-6 долл. за галлон (приблизительно 1 долл. за литр), что сравнимо с текущей рыночной ценой горючего, добытого традиционным способом бурения.