米海軍は海水をジェット燃料に変えることができますか?

2013-03-22
南シナ海での通常作戦中に、空母USSジョージワシントン(CVN 73)からストライク戦闘飛行隊(VFA)195のダムバスターに割り当てられたF / A-18Eホーネットが発射されます。

彼らは確かにそうすることができます-まあ、少なくとも彼らはそうすることができると言います。いつか。アメリカ海軍は現在、海水から燃料を作ることができないかもしれませんが、彼らはそれが可能であると主張しています。汽水、塩辛い、汚染された海をもっと価値のあるものに変えるのがとても簡単なら、なぜ水をワインに変えてみませんか?さて、塩水から燃料への理論の論理的な進歩をたどるために、約10年前に戻りましょう。

2003年、ジョン・カンジウスという発明者は、近くの健康な皮膚に影響を与えることなく、電波を使用して癌細胞を標的にして破壊する方法に取り組んでいました。数年後、彼は自分のマシンが電波を使って塩水を吹き飛ばすことで発電できることを発見しました-集中した電波の爆発で水に当たった後、水は可燃性になり、火のついたマッチに火をつけました。しかし、電波が止まるとすぐに水は可燃性を失いました。

カンジウスの機械は、塩水の組成を振ることによってこの効果を達成します。塩水(これをすでに理解できなかったかのように)は、塩(塩化ナトリウム)と水(​​水素と酸素)の2つの成分から作られています。電波が水を透過すると、水素分子がゆるめられ、通常の可燃性にアクセスしやすくなります。

塩水に点火するだけでなく、一般的にエネルギーを利用する秘訣の1つは、エネルギーを抽出するために必要なすべての機械を操作するのに必要な量よりも多くのエネルギーをプロセスが取り込むことができるようにすることです。そうでなければ、エネルギー生成は純損失で稼働し、プロセスが持続可能ではないため、それを行う意味がありません。実際には、消費されたエネルギーと生成されたエネルギーを単純に測定するよりも少し複雑な方程式です。環境の側面もあります-機械を作成して操作するためにどれだけの汚染が発生しましたか、そして新しく捕獲されたエネルギーはそれだけの価値があるほどきれいですか?リソースは永久に失われていますか、それとも再生可能ですか?そして、運用の継続的なコスト、つまりメンテナンスについてはどうでしょうか。必要な人的労力?これまでのところ、カンジウスの電波装置はtこれらの必要なしきい値を満たします。それは注目に値する成果でした(そして今でもそうです)が、他のイノベーターも過去10年間で進歩を遂げてきました。

2012年2月、古河電池と呼ばれる日本企業は、同様の技術を使用した燃料電池に取り組んでいると発表しました。同社は、プライムタイムの準備が整ったときの燃料電池のコストは、同等の従来型バッテリーの約半分になると予想しています[出典:ペントランド]。古河電池は、その技術が家庭のバックアップ電源として使用され、最終的にはヘルスケアおよび技術アプリケーションに拡大することを想定しています。しかし、それでも、それは大型の軍用車両に燃料を供給することから少し離れています。

それに沿って、その巨大な艦隊と高価な燃料に対する飽くなき欲求を持つ米海軍がやって来ました。 2012年後半、米海軍は、海水から燃料への計画が妥当になるまでに約10年かかることを認めました...しかし、それは現在進行中です。結局のところ、彼らは海水(塩水と他の多くのもので作られたカクテル)を実際の燃料に変えることについて話しているのです。これは、おそらくはるかにきれいな塩でバッテリーを充填するという前述の計画からの大幅な逸脱です水の混合物。そして、燃料だけでなく、JP-5ジェット燃料もあります。これは、米海軍がそのかなりの数の空挺車両に使用することを好むものです。

そして、この燃料は理論的には外出先で変換でき、途中での給油のロジスティクスを大幅に簡素化できます(ただし、海軍は処理機械を空母に取り付けるロジスティクスをまだ固めていません)[出典:スチュワート]。

次のプロセスでは、1日あたり約100,000ガロン(378,541リットル)のJP-5を製造できます。また、他の炭化水素ベースの燃料の合成バージョンを製造することもでき、最終的にはプロセスの用途が広がる可能性があります。まず、処理プラントは二酸化炭素を水から引き出します(漠然とした鮮度と起源)。この二酸化炭素は、食材を取っておかなければならないことを料理人に指示するレシピのように、不特定の方法で保管されます。その後、海水は逆浸透にさらされます淡水を生成する手順-理論的には、これはすべて海で行われているため、プロセスを淡水から開始することはできません。 2番目のプロセスでは、すべての淡水の原子を分離します。私にとっては2つの水素原子です。あなたのための1つの酸素原子。次に、水素は最初のステップから二酸化炭素と出会い、すべてが触媒変換手順を経て、水、熱、燃料が生成されます。水と熱は、プロセス自体に電力を供給するために使用することも、船の他の場所で使用することもできます-プロセスは、すべての機械を稼働させ続けるために、何らかの外部エネルギー源を必要とします(ただし、ネイビータイムズは海洋温度差発電または原子力を示唆しています)権力(これはすでに軍用船では一般的です)は、そのようなシステムを利用する可能性が高い候補です)。

だから、水と熱があります。なんとかリサイクルするのに十分簡単。そして燃料。もちろん、燃料は究極の目的です。だから、それはすべて燃やされるだけです。しかし、少なくともそれは、ある種の国際的な政治権力の演劇のポーンとしては使用されませんでした。2011年、海軍はJP-5に平均で1ガロン3.50ドルから4ドル(3.8リットル)を費やしました。新しいJP-5のコストは1ガロン(3.8リットル)あたり3ドルから6ドルと見積もられていますが、燃料、保管、輸送によるコスト削減が初期投資の見返りに役立つため、時間の経過とともに減少します。

多くの詳細情報

著者のメモ:米海軍は海水をジェット燃料に変えることができますか?

これらは私が見つけることができなかった答えです。これらの合成炭化水素燃料の他の環境への影響について話している人は誰もいません-少なくとも私が見つけることができた人は誰もいません-。船やジェット機に燃料を供給することは決してきれいになることはありません。または、そのことについては簡単です。ただし、プロセス(特に新しいプロセス)を可能な限り改善することは常に価値があります。

したがって、これらの合成炭化水素ベースの燃料のうち、燃焼すると、天然由来の燃料と同等に汚染されると考えるのが妥当と思われます。私はその理論の大部分は、「水素」や「水」のようなものではなく、まだ「炭化水素」と呼ばれているという事実に基づいています。 「カーボン」という言葉は、おそらく常に否定的な意味合いを持ち、煤の精神的なイメージを呼び起こします。 (放火癖があり、カーボン紙のシートに常に炎を当てていた私の9年生の理科の先生を除いて、直立するように折りたたまれました。紙が燃え尽きそうになると、彼らは空中に浮き上がりました。)はい、おそらくこれらのエンジンと排気口からはすすけた煙と排気が放出されるでしょう。

そして、生産過程で浄化された海水はどうなるのでしょうか。汚染物質が取り除かれて海に戻され、船が動き回るときに船を追跡しますか?それとも、精製された部分が副産物であり、海のシチューが最終製品の一部になりますか?これらは私が答えるべきだと私が知っている質問ですが、私が答えることができればいいのにと思います。しかし、他の誰かにそれらについて考えさせることができれば、私はそれに満足しなければなりません。

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ソース

  • ペントランド、ウィリアム。「塩水燃料電池-もうすぐ?」フォーブス。2012年3月27日。(2013年2月25日)http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
  • スチュワート、ジョシュア。「海軍の目が海水をジェット燃料に変えています。」ネイビータイムズ。2012年10月13日。(2013年2月25日)http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
  • ストロー、マイケル。「水を燃料に変える」。ポピュラーサイエンス。2007年11月13日。(2013年2月25日)http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel

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