A Marinha dos EUA pode transformar água do mar em combustível para aviões?

Um F / A-18E Hornet designado para o Esquadrão de Caças Dambusters of Strike (VFA) 195 é lançado do porta-aviões USS George Washington (CVN 73) durante operações de rotina no Mar da China Meridional. Cortesia da Marinha dos Estados Unidos, foto do Tenente Comandante. Denver Applehans / Lançado

Eles com certeza podem - bem, pelo menos eles dizem que podem. Algum dia. A Marinha dos EUA pode não ser capaz de criar combustível a partir da água do mar agora, mas eles alegam que é possível. Por que não simplesmente transformar água em vinho, então, se é tão fácil converter o oceano salgado, salgado e poluído em algo mais valioso? Bem, vamos voltar cerca de 10 anos para seguir a progressão lógica da teoria da água salgada para combustível.

Em 2003, um inventor chamado John Kanzius estava trabalhando em um método de usar ondas de rádio para atingir e destruir células cancerosas sem afetar a pele saudável próxima. Alguns anos depois, ele descobriu que sua máquina poderia gerar eletricidade usando ondas de rádio para atingir a água salgada - depois de atingir a água com uma explosão concentrada de ondas de rádio, a água se tornou inflamável, acendendo um fósforo aceso. A água perdeu sua inflamabilidade, no entanto, assim que as ondas de rádio foram interrompidas.

A máquina de Kanzius consegue esse efeito sacudindo a composição da água salgada. A água salgada (como se você ainda não pudesse imaginar) é feita de dois ingredientes: sal (cloreto de sódio) e água (hidrogênio e oxigênio). Quando as ondas de rádio penetram na água, as moléculas de hidrogênio se soltam e suas propriedades normais de inflamabilidade se tornam mais fáceis de acessar.

Um dos truques para aproveitar a energia em geral - não apenas acender água salgada - é garantir que o processo possa capturar mais energia do que o necessário para operar todas as máquinas necessárias para extrair a energia. Caso contrário, a geração de energia estará operando com prejuízo líquido e não adianta fazer isso, pois o processo não será sustentável. Na verdade, é uma equação um pouco mais complicada do que simplesmente medir a energia gasta versus a energia gerada. Há também o aspecto ambiental - quanta poluição ocorreu para criar e operar as máquinas, e a energia recém-capturada é limpa o suficiente para valer a pena? Os recursos se esgotaram para sempre ou são renováveis? E os custos contínuos de operação - a manutenção? O trabalho humano necessário? Até agora, o aparato de ondas de rádio de Kanzius não pode atingir esses limites necessários. Foi (e ainda é) uma conquista notável, mas outros inovadores também fizeram progressos nos últimos 10 anos.

Em fevereiro de 2012, uma empresa japonesa chamada Furukawa Battery anunciou que estava trabalhando em uma célula de combustível com tecnologia semelhante. A empresa espera que as células de combustível, quando prontas para o horário nobre, custem cerca da metade de uma bateria convencional comparável [fonte: Pentland]. A Furukawa Battery prevê que sua tecnologia seja usada como fonte de energia de backup em residências, com eventual expansão para aplicações de saúde e tecnologia. Mesmo assim, isso está um pouco longe de abastecer grandes veículos militares.

Junto veio a Marinha dos EUA, com sua enorme frota e apetite insaciável por combustível caro. No final de 2012, a Marinha dos Estados Unidos reconheceu que levaria cerca de uma década antes que seu plano de abastecimento de água do oceano fosse plausível ... mas está em andamento. Afinal, eles estão falando sobre transformar a água do oceano (que é um coquetel feito de água salgada e muitas outras coisas) em combustível real, o que é um desvio significativo dos planos mencionados anteriormente de encher baterias com um sal presumivelmente muito mais limpo mistura de água. E não qualquer combustível, mas o combustível de jato JP-5, que é o que a Marinha dos EUA prefere usar para sua frota considerável de veículos aerotransportados.

E esse combustível poderia ser teoricamente convertido em trânsito, simplificando consideravelmente a logística de reabastecimento durante a rota (embora a Marinha ainda não tenha solidificado a logística de encaixar o maquinário de processamento em um porta-aviões) [fonte: Stewart].

O processo a seguir pode produzir cerca de 100.000 galões (378.541 litros) de JP-5 por dia. Também poderia funcionar para produzir versões sintéticas de outros combustíveis à base de hidrocarbonetos, o que poderia tornar o processo mais versátil. Primeiro, uma planta de processamento puxaria o dióxido de carbono da água (de vago frescor e origem). Esse dióxido de carbono seria armazenado de uma forma não especificada, como uma receita instruindo um cozinheiro que um ingrediente deve ser reservado. Então, a água do oceano é submetida a um procedimento de osmose reversa que produz água doce - teoricamente, tudo isso está acontecendo no mar e é por isso que o processo não pode simplesmente começar com água doce. O segundo processo separa todos os átomos de água doce - dois átomos de hidrogênio para mim; um átomo de oxigênio para você. Em seguida, o hidrogênio se encontra com o dióxido de carbono da primeira etapa e tudo passa por um procedimento de conversão catalítica que resulta em água, calor e combustível. A água e o calor podem ser usados ​​para ajudar a alimentar o próprio processo ou usados ​​em outro lugar no navio - o processo exige algum tipo de fonte de energia externa para manter todas as máquinas funcionando (embora o Navy Times sugira que a conversão de energia térmica oceânica ou nuclear poder (que já é comum em embarcações militares) são os contendores prováveis ​​para estimular tal sistema).

Portanto, há água e calor. Fácil de reciclar de alguma forma. E combustível. O combustível é, obviamente, o objetivo final. Então, tudo isso só para ser queimado. Mas pelo menos não foi usado como um peão em algum tipo de jogo de poder político internacional. Em 2011, a Marinha gastou entre US $ 3,50 e US $ 4 o galão (3,8 litros), em média, pelo JP-5. Estima-se que o novo JP-5 custe entre US $ 3 e US $ 6 por galão (3,8 litros), o que diminuirá com o tempo, pois a economia de combustível, armazenamento e transporte ajuda a pagar o investimento inicial.

Nota do autor: a Marinha dos EUA pode transformar água do mar em combustível para aviões?

Estas são as respostas que não consegui encontrar. Ninguém - pelo menos ninguém que eu pudesse encontrar - está falando sobre outras implicações ambientais desses combustíveis de hidrocarbonetos sintéticos. Abastecer um navio ou jato nunca será limpo. Ou fácil, por falar nisso. Mas sempre valerá a pena melhorar um processo (especialmente um processo novo) tanto quanto possível.

Portanto, com relação a esses combustíveis sintéticos à base de hidrocarbonetos, parece razoável supor que, à medida que são queimados, eles poluem no mesmo nível de seus equivalentes de origem natural. Estou baseando essa teoria principalmente no fato de que eles ainda são chamados de "hidrocarbonetos" e não algo como "hidrogênio" ou "água". A palavra "carbono" provavelmente sempre terá uma conotação negativa, evocando imagens mentais de fuligem. (Com exceção do meu professor de ciências da nona série, que era um piromaníaco e constantemente incendiava folhas de papel carbono dobradas para ficarem de pé. Elas se erguiam no ar quando o papel estava perto de queimar.) sim, provavelmente haverá fumaça de fuligem e gases de escapamento emitindo desses motores e portas de escapamento.

E o que acontece com a água do oceano que é purificada durante o processo de produção? Os contaminantes são removidos e colocados de volta no oceano, arrastando o navio enquanto ele segue em frente? Ou a parte purificada é o subproduto, e o ensopado do oceano torna-se parte do produto final? Estas são as perguntas que sei que devo responder, mas que só gostaria de poder responder. Se eu conseguir que alguém pense sobre eles, porém, terei que ficar feliz com isso.

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Fontes

• Pentland, William. "Células de combustível de água salgada - em breve?" Forbes. 27 de março de 2012. (25 de fevereiro de 2013) http://www.forbes.com/sites/williampentland/2012/03/27/salt-water-fuel-cells-coming-soon/
• Stewart, Joshua. "Olhos da Marinha transformando água do mar em combustível para aviões." Navy Times. 13 de outubro de 2012. (25 de fevereiro de 2013) http://www.navytimes.com/news/2012/10/navy-turn-sea-water-into-jet-fuel-101312w/
• Stroh, Michael. "Transformando Água em Combustível." Ciência popular. 13 de novembro de 2007. (25 de fevereiro de 2013) http://www.popsci.com/scitech/article/2007-11/turning-water-fuel