US-Marine verwandelt Meerwasser in Treibstoff und fliegt Flugzeug mit Hilfe von CO2 und H2 aus dem Ozean

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Im Rahmen einer bahnbrechenden Entdeckung haben Wissenschaftler am United States Naval Research Laboratory (NRL) [gemeinsames Forschungslabor für die US-Kriegsmarine und das US-Marinekorps] erfolgreich eine revolutionäre Technologie entwickelt und demonstriert, mit der man aus Meerwasser Kohlendioxid (CO2) extrahieren und Wasserstoff (H2) produzieren kann, während anschließend die beiden Gase in einen flüssigen Treibstoff aus Kohlenwasserstoff umgewandelt werden.

Einer der Erfinder, der Kommandant der US-Marinereserve, Felice DiMascio, kommentierte dazu:

“Die Fähigkeit eines Schiffs, einen beträchtlichen Anteil des Brennstoffs für die Kampfeinheit auf See zu produzieren, könnte die mittlere Auftankzeit verkürzen und sich positiv auf die Flexibilität der Einsatzbereitschaft und Verweildauer auf der Station auswirken. Die Verkürzung der Logistikkette beim Nachschub an Treibstoffen, zusammen mit dem Potenzial zur Erhöhung der Energieversorgungssicherheit und Unabhängigkeit für die Marine – bei minimalen Auswirkungen auf die Umwelt -, waren entscheidende Faktoren bei der Entwicklung dieses Programms.”

Das Laboratorium hat bereits den neuen Treibstoff eingesetzt, um ein funkgesteuertes, maßstabgetreues Modell eines Flugzeugs aus dem 2. Weltkrieg zu fliegen, das einen Verbrennungsmotor besitzt. Das nachfolgende Video zeigt den ferngesteuerten Flug des Modells P-51:

Das NRL gibt zu erkennen, dass das Auftanken von Schiffen der US-Marine auf See und unterwegs – in Bezug auf die Logistik, Zeit, steuerliche Einschränkungen und Bedrohungen der nationalen Sicherheit und der Matrosen auf See – ein kostspieliges Unterfangen ist. Im Steuerjahr 2011 lieferte das U.S. Navy Military Sea Lift Command – der vorrangige Zulieferer von Treibstoffen und Öl an die Kriegsflotte der US-Marine – beinahe 600 Millionen Gallonen [2.271 Milliarden Liter] an Treibstoffen an Kriegsschiffe, die unterwegs waren.

“Was sich potenziell auszahlt, ist die Fähigkeit, einen Vorrat an JP-5-Treibstoff auf See zu lagern, was sich positiv auf die Logistikkette bei Treibstofflieferungen ohne Umweltbelastungen sowie die Sicherheit und Unabhängigkeit der Marine auswirkt”, notierte Dr. Heather Willauer, die Hauptprüferin des U.S. Naval Research Laboratory, die sich beinahe ein Jahrzehnt dem Projekt gewidmet hat.

Laut der NRL-Presseveröffentlichung entwickelten die Wissenschaftler im Laboratorium einen zweistufigen Prozess, um das aus dem Meerwasser gewonnene CO2 und H2 in flüssige Kohlenwasserstoffe umzuwandeln. Der Vorgang läuft ungefähr folgendermaßen ab:

“Im ersten Schritt wurde ein auf Eisen basierender Katalysator entwickelt, der das Umwandlungsniveau von CO2 um bis zu 60 Prozent erhöhen und eine ungewollte Methanproduktion von 97 auf 25 Prozent senken kann, zugunsten langkettiger, ungesättigter Kohlenwasserstoffe (Olefine).

Im zweiten Schritt können diese Olefine in eine Flüssigkeit oligomerisiert werden (ein chemischer Vorgang, der durch einen begrenzten Grad der Polymerisierung Monomere – Molekülen von geringem Molekulargewicht – in eine Verbindung von höherem Molekulargewicht umwandelt), die Kohlenwasserstoffmoleküle im Bereich von C9-C16-Kohlenstoff enthält und durch eine von Nickel unterstützte Katalysatorreaktion für die Umwandlung in Kerosin geeignet ist.”

Zurzeit sind die meisten Schiffe der US-Marine vollständig auf ölbasierten Treibstoff angewiesen, mit Ausnahme einiger Flugzeugträger und U-Boote, die auf einen Atomantrieb zurückgreifen, wie Business Insider berichtet. Die Entwicklung eines flüssigen Kohlenwasserstoff-Treibstoffs aus Meerwasser kann die Treibstoffengpässe der Marine und Preisschwankungen mildern. Vizeadmiral Philip Cullom fügte hinzu:

“Es ist ein riesiger Meilenstein für uns. Wir befinden uns in sehr schwierigen Zeiten, in denen wir uns wirklich auf eine ziemlich innovative Weise danach umsehen müssen, wie wir Energie erzeugen, wie wir Energie wertschätzen und wie wir sie verbrauchen. Wir müssen die Ergebnisse der Annahmen in Frage stellen, die auf den Ergebnissen eines konstanten Zugangs zu billigen, unbegrenzten Mengen an Treibstoff der letzten Jahrzehnte basieren.

Wir innerhalb des Militärs, innerhalb der Marine, stehen einigen ziemlich ungewöhnlichen und unterschiedlichen Arten von Herausforderungen gegenüber. Wir gehen nicht unbedingt zu einer Tankstelle, um unseren Treibstoff zu bekommen. Unsere Tankstellen kommen zu uns, in Form eines Flottentankers, eines Trossschiffs. Eine wegweisende Technologie wie diese zu entwickeln, bei der Meerwasser in Treibstoff umgewandelt wird, ist wirklich etwas, das eine Menge der Möglichkeiten neu erfindet, wie wir Geschäfte betreiben können, wenn man dabei an Logistik oder Leistungsbereitschaft denkt.”

Tweet: “Verwandlung von Meerwasser in Treibstoff: Die US-Marine könnte zu einer Herausforderung für die großen Ölkonzerne werden.”

Der Vorgang ist momentan extrem energieintensiv. Defense One schreibt, dass es zweimal so viel Elektrizität erfordert, um Wasser in Treibstoffkomponenten umzuwandeln, wie der Vorgang in Bezug auf Energie einbringt. Bei den derzeitigen Energiepreisen liegen die Kosten für die Produktion von Treibstoff aus Meerwasser zwischen drei und sechs Dollar pro Gallone [ca. 3,78 Liter], aber Dr. Willauer glaubt, dass der neue Treibstoff in weniger als zehn Jahren kommerziell realisierbar sein wird.

Bei einer Analyse von 2012, die im Journal of Renewable and Sustainable Energyveröffentlicht wurde, sagen Dr. Willauer und ihre Kollegen voraus, dass obwohl die Kosten etwas teurer erscheinen als diejenigen, welche die Marine für Treibstoff bezahlt, es nicht von langer Dauer sein könnte. Die Wissenschaftler stellten fest:

“In neun Jahren könnte der Treibstoffpreis für die Marine gut über dem Preis für die Produktion eines synthetischem Treibstoffs auf See liegen, was noch nicht die Kosten einer logistischen Lagerung und Lieferung berücksichtigen würde, die damit einhergehen…Die Fähigkeit eines Schiffs, einen beträchtlichen Anteil des Brennstoffs für die Kampfeinheit auf See zu produzieren, könnte die mittlere Auftankzeit verkürzen und sich positiv auf die Flexibilität der Einsatzbereitschaft und Verweildauer auf der Station auswirken.”

Tweet: “Der neue Treibstoff der Marine: Meerwasser? Was für eine Potenzial! Es würde nicht nur die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduzieren, sondern auch CO2 verringern.”

Verweise:

 

 

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