基本介紹
- 中文名：海水燃料
- 外文名：Marine fuel
- 漢語拼音：hai shui ran liao
- 基本釋義：美國科學家用海水研發的新燃料
- 形態分類：液體燃料、氣體燃料
- 類型分類：化學燃料
- 用途：用海水生產燃料
研發背景,技術原理,操作方法,研發進展,套用領域,發展前景,
研發背景
現代戰爭中，後勤補給的地位越來越重要，而對於需要在大洋上數個月連續作戰的遠洋艦隊而言，這個問題就更嚴重。僅是燃料補給就足以讓艦隊補給船疲於奔命。美國海軍2014年4月10日宣布，終於解決了一個困擾科學家數十年的問題——將海水直接轉化為燃料。
技術原理
來自美國海軍研究實驗室（NRL）的科研人員對一種新型動力進行了測試，其基本目標是利用海水來製造燃油。利用海水的原理較為簡單，第一步是氧化還原反應，這樣就可以獲得兩個有用的氣體，即氫氣和二氧化碳；第二步是利用氫氣和二氧化碳通過鐵基催化劑形成液態烴，這個時間可能比較長，催化作用反應可以形成長鏈的烴類物質。
通過這個步驟產生的烷烴顯然是一種清潔能源，最終獲得的產品是一種液態烴，碳鏈中有9至16個碳原子，這意味著這個方案經過改進可以替代世界上大多數的噴氣發動機燃料，因此美國海軍研究實驗室為我們展示了未來能源的新模式，這項研究至少證明了我們可以利用海水來獲得與烴類物質燃料有關的反應物。這項研究中的一個關鍵在於催化劑，通過類似FT合成的技術來產生碳鏈較短的不飽和烴，二氧化碳與氫氣進入反應後大約可以產生30%的甲烷物質，其他的就是碳鏈較短的鏈烴，可被用於替代傳統的石油燃料。
美國海軍研究實驗室研究出一種可將海水在催化劑的作用下“變為”燃油的新技術，並已經將這個反應產生的“燃料”用於一架飛行器上測試，負責此項研究的美軍中將菲利普·庫倫宣布，科學家已經用這種“海水燃料”，讓模型飛機飛上了天。值得一提的是的發動機不需要改進就能使用這樣的燃料，對於飛行器也是一樣，可以容易在石油燃料和新型燃料之間建立通用通道，這也意味著海水將變成一種豐富的戰略資源。
從海水中獲得氫氣和二氧化碳（水中溶解的二氧化碳），以及後續的合成過程是需要消耗能量的。根據能量守恆定律，新合成燃油包含的能量不會超過消耗的能量。由於在生產過程中的能量損失，新合成燃油中包含的能量肯定小於消耗的能量。這種從海水中製取燃料的技術對海軍還是是蠻有意義的，因為對於核動力艦艇來講，能量不是問題，有了這種把電能轉換為燃油的新技術，就可以為艦載機使用，大大增加遠洋作戰的自持力。
操作方法
首先讓海水流經一個特製的電池。海水把鈉離子與電池陽極產生的氫離子交換，令海水酸化。與此同時，在陰極的海水則化成氫氣，並產生氫氧化鈉。氫氧化鈉被加進剩餘的海水中，以中和其酸性。上述過程產生的氫氣及二氧化碳，則被輸進一個帶鐵系催化劑的加熱反應器中。
氫氣及二氧化碳在反應器中，融合成不飽和烴，後者其後被轉化成帶6至9個碳原子的烴分子，最後經催化劑化成燃料。
研發進展
美國海軍“遊戲規則改變者”：將海水轉變成燃油
2014年4月7日，美國海軍相信其最終能夠解決曾經吸引科學家多年的問題，即如何獲取海水並作為燃油使用。
所有的其他艦船均必須頻繁的在幾小時內放棄其作戰任務，並與油輪並行航行、準確操作來進行加油，尤其是在惡劣的天氣條件下。最根本目標是最終擺脫對燃油的依賴，這也意味著海軍不再受燃油的潛在短缺和油價波動的限制，這是一個絕大的里程碑。
2014年4月8日，研究取得了突破性進展。研究人員成功地從海水中提取出二氧化碳和氫氣，轉化為一種碳氫化合物液體燃料。過去60年時間裡，人類一直在尋找廉價的可持續能源。這是首次同時從海水中提取出二氧化碳和氫氣。這種新型燃料不管是看起來還是聞上去都和傳統燃料沒什麼不同。
套用領域
海水變成燃料，驅動巨艦游弋於大洋之上，只是依靠複雜的化學反應。
這種烴類燃料也許會讓軍艦的能源供應發生革命性的變化，為美國創造重要的戰略優勢。不過，這種“海水燃料”還需要一些時間才能投入批量生產。
在長達數年的試驗中，受命于軍方的美國科學家找到了從鹽水中獲取二氧化碳和氫的方法——因為在海水中，二氧化碳的濃度是在空氣中的140倍。通過催化裝置，這兩種氣體被變成液態燃料。這種混合物與傳統的柴油幾乎沒有區別。如果不想重新設計每艘艦船和每部發動機，那么人們就需要一種氣味和外觀與燃油都一樣，而且實質上也同燃油一樣的替代燃料。
美國軍方希望軍艦依靠這種技術不僅能生產出自用的燃料。這種“開創性的技術”可以為軍隊的後勤供應和戰備開闢全新途徑。但他還需要有耐心。科學家估計，美國軍艦可能還需要10年才能在艦上生產自用的燃料。
發展前景
艦船“自給自足”還需10年
