Americké námořnictvo vyrábí z mořské vody palivo a vodík

Americké námořnictvo (U.S. Navy) rozvijí slibnou technologií k získávání oxidu uhličitého a vodíku z mořské vody. Oba plyny lze využít k výrobě paliva, případně samotný vodík jako palivo pro palivové články. Obojí je extrémně zajímavé jako pro námořnictvo, tak také pro civilní dopravní průmysl.

Modul E-CEM může hrát klíčovou roli při řešení budoucích ropných krizích.
foto: NRL

V mořské vodě se nachází asi 140x více oxidu uhličitého na jednotkou objemu než ve vzduchu. Zhruba dvě až tři procenta CO2 se ve vodě rozpustí jako kyselina uhličitá (H2CO3), jedno procento je vázáno jako různé uhličitany a 96 až 97 procent jako hydrogenuhličitan (HCO3).

Již od dvacátých let minulého století je znám princip, jak získat z mořské vody CO2 a vodík a přeměnit její na kapalný uhlovodík, z kterého lze vyrábět palivo. Proces se jmenuje Fischer-Tropschova syntéza.

Jde o katalyzovanou chemickou reakci, ve které jsou oxid uhelnatý a vodík za teploty 200-350 °C a pod velkým tlakem přeměňovány na různé kapalné uhlovodíky. Obvyklé katalyzátory mají za základ železo a kobalt. Hlavním účelem této syntézy je výroba umělé náhrady ropy.

Fischer-Tropschovou syntézu ve velkém měřítku používaly například Japonsko a nacistické Německo během druhé světové války, kdy tyto země neměly přístup k ropě a byly nuceny vyrábět její náhradu z uhlí.

Jak si lze dovtípit, problémem celého procesu jsou velké finanční náklady. V současné době, kdy jsou ceny ropy trvale nízké, se palivo Fischer-Tropschovou syntézou prakticky nevyrábí.

Avšak v budoucnu, kdy cena za fosilní paliva jistě poroste, může uvedená technologie najít opět široké uplatnění. V současné době podobný princip rozvijí americké námořnictvo, resp.

Výzkumné laboratoře námořnictva NRL (Naval Research Laboratory) pod vedením doktorky Heather Willauerové. Americkému námořnictvo přitom našlo způsob, jak celý proces výrazně zefektivnit a tedy i zlevnit.

Proč zrovna námořnictvo? Válečné lodě často operují tisíce kilometrů od pobřeží, bez možnosti v nějakém přístavu doplnit palivo. Například nejmodernější americké torpédoborec třídy Arleigh Burke má dosah 8000 km při rychlosti 37 km/h.

Vzdálenost 1000 km tak loď překoná za více než jeden den. Doplout si natankovat tak není „žádná legrace“.

Námořnictvo také řeší strategické otázky bezpečnosti. V případě válečného konfliktu může protivník zničit přístavy, zásobníky paliva nebo vojenské tankery s palivem. Námořnictvo proto vynakládá obrovské prostředky nejen za dopravu paliva, ale také za jeho zabezpečení.

Laboratoře NRL v roce 2011 představily speciální modul E-CEM (Electrolytic Cation Exchange Module) pracují na podobném principu jako je Fischer-Tropschova syntéza. Dokáže tedy z mořské vody získat oxid uhličitý a vodík, a následně vytvořit kapalný uhlovodík.

Jak to celé funguje? V rámci elektrolytického procesu dojde nejdříve k vysoce účinné (přes 90%) separaci oxidu uhličitého z mořské vody a k současnému uvolnění vodíku. Následně obě složky společně reagují za působení kovového katalyzátoru na bázi železa.

V reaktoru, za působení tepla a tlaku, následně vzniká směs kapalných uhlovodíků. Po další proceduře, kterou je polymerizace, vznikají látky jejichž směs může výborně fungovat i jako palivo – ať už pro letadla/vrtulníky, tak pro pohonné systémy lodí. Celý proces je údajně až o 60 % účinnější, než předešlé technologie.

Výzkumníci odhadují, že tento přístup by mohl být komerčně životaschopný během příštích 7 – 10 let. Palivo mohou vyrábět například letadlové lodě jejíž jaderný reaktor poskytuje dostatek elektrické energie, nebo také předsunuté námořní základy.

Šetří se tak nejen finanční náklady za dopravu paliva, ale výrazně se zvyšuje bezpečnost a nasaditelnost vojenských lodí.

11 Comments on “Americké námořnictvo vyrábí z mořské vody palivo a vodík”

      1. Ale technologie byly. Jenom
        Ale technologie byly. Jenom mladí kravaťáci objevují objevené, protože znalosti dnešních vysokoškoláků jsou tristní. Pro info první automobil který překonal rychlost 100km/h byl elektromobil a jako druhý byl poháněn párou. Takže hoši v VŠ pochlapte se a přiznejte že neznáte vůbec nic. Jenom krafat anglicky. Jinak tyto články by měly být řazeny ne pod hybridem, ale pod skutečnou techniku, protože dnešní hybridy jsou omylem techniky.

          1. Problém výroby vodíku je
            Problém výroby vodíku je docela zajímavý tím, že na jeho výrobu spotřebujete víc energie než potom získáte.
            A omyl techniky? Trochu nešťastně jsem se vyjádřil. On to tak velký omyl není, ale není to vhodné zmenšovat pod určitou mez, protože klesá výrazně účinnost. U těžkých lokomotiv, zemních strojů, autobusů prosím. Ale u osobáku je to jenom konstrukční cvičení a nepřináší to vůbec žádný efekt.

        1. No chytre stredoskolaku,
          Co

          No chytre stredoskolaku,

          Co je hybrid? Technicky spaluje palivo jako nafta, benzin ci topne olej apod. Co nam rika historie, kdyz uz se na ni odvolavas, u lokomotiv technicka vychytavka stara od 60tych let, tedy neco 50let stare, dost dlouho na omyl techniky ne?

          Aha, ty jsi chtel udelat chytreho, ale jaksi pouzils znalosti u kterych mas mezeru.

          Asi budes stredoskolak na urovni vysose s plzne… Hodne kecu, ale znalosti jenom na drzkovani 😀

          1. Asi potrefený
            Asi potrefený vysokoškolák,,který umí jen tu emaričtinu. Dieselelektrická trakce se používala už ve 20tých a 30tých letech, např při stavbě pohraničních opevnění se používaly dieseleletrické tahače. Jinak já začínal u starých pragováckých a aviáckých konstruktérů, kteří byly středoškoláci a frajeři, že dnešní vysokoškolák by jim mohl tak čistit boty.

            1. Při výstavbě opevnění
              Při výstavbě opevnění bylo využito starých, ex-rakousko-uherských tzv. BE-vlaků, tedy souprav, které využívaly k přímému pohonu hnacích kol elektromotorů, napájených z dynama hnaného BENZINOVÝM motorem, tedy nikoli diselmotorem. Mezi oběma typy spalovacích motorů je jak známo velký rozdíl:-)).

Napsat komentář