Seit einigen Jahren sucht die US-Marine nach einer Möglichkeit, Kampfjets an Bord von Flugzeugträgern im offenen Ozean zu tanken, ohne auf das Betanken von Schiffen angewiesen zu sein. Und was könnte effizienter sein, als das Wasser zu nutzen, das in alle Richtungen verfügbar ist, so weit das Auge reicht?
Jetzt haben Wissenschaftler des US Naval Research Laboratory die Fähigkeit demonstriert, Kohlendioxid und Wasserstoff aus Meerwasser zurückzugewinnen und in flüssigen Kohlenwasserstoff umzuwandeln - solche Stoffe, die ein Düsentriebwerk antreiben können. Tatsächlich haben Forscher kürzlich ein Modellflugzeug als Proof of Concept geflogen.
An einem funkgesteuerten Nachbau eines P-51-Mustangs aus dem Zweiten Weltkrieg demonstrieren Navy-Forscher, wie der flüssige Kohlenwasserstoff-Kraftstoff einen unveränderten Zweitakt-Verbrennungsmotor antreibt. (US Naval Research Laboratory) Mithilfe eines proprietären elektrochemischen Geräts konnten die Forscher Kohlendioxid aus dem Wasser ziehen, Wasserstoff als Nebenprodukt gewinnen und dann die beiden Gase voneinander abprallen lassen, um den flüssigen Brennstoff herzustellen. Die Wissenschaftler sagen, dass sie etwa 97 Prozent des gelösten Kohlendioxids aus dem Wasser ziehen und etwa 60 Prozent der extrahierten Gase in Kohlenwasserstoffe umwandeln können, die zu Kraftstoffkosten von etwa 3 bis 6 US-Dollar pro Gallone verarbeitet werden können. Das Low-End entspricht den heutigen Düsentreibstoffkosten, während das High-End den doppelten Preis bedeuten würde. Der Kraftstoff könnte in 10 Jahren kommerziell rentabel sein.
Das elektrolytische Kationenaustauschmodul wird zusammen mit einer Umkehrosmoseeinheit, einer Stromversorgung, einer Pumpe, einem proprietären Kohlendioxid-Rückgewinnungssystem und einem Wasserstoff-Stripper auf einem tragbaren Skid montiert, um ein Kohlenstoff-Abscheidungssystem zu bilden. (US Naval Research Laboratory) Also, was ist der Haken? Nun, es gibt viele.
Erstens beträgt die Kohlendioxidkonzentration im Meerwasser etwa 100 Milligramm pro Liter. Das ist 140-mal so viel wie Luft, aber real noch nicht sehr viel. Ein Bericht geht davon aus, dass Sie fast neun Millionen Kubikmeter Wasser verarbeiten müssten, um 100.000 Gallonen Kraftstoff zu erzeugen, und das bei einem Wirkungsgrad von 100 Prozent. Nehmen Sie eine weitaus geringere Effizienz an und nehmen Sie viel mehr Wasser an. Und je mehr Wasser Sie verarbeiten, desto mehr Plankton und andere kleine Lebewesen entfernen Sie aus der Nahrungskette - mit möglicherweise katastrophalen Folgen für das Leben im Meer.
Zweitens müsste man das ganze Wasser mit irgendeiner Form von Energie in die Umwandlungsmaschine pumpen, und wenn das Schiff Kraftstoff verwendet, um den Strom für die Umwandlungsarbeit zu erzeugen, wäre der gesamte Prozess sinnlos. Der Umbau müsste also auf einem atomgetriebenen Flugzeugträger erfolgen, bei dem Energie relativ sauber und billig ist.
Wenn dann 60 Prozent des Gases umgewandelt werden, was passiert dann mit den anderen 40 Prozent, einschließlich der 25 Prozent, die zu umweltschädlichem Methan werden?
Und bringen fliegende Jets den Kohlenstoff nicht einfach wieder in die Atmosphäre? Ja, sagt die Marine und bemerkt, dass sich das System zumindest theoretisch im konstanten Gleichgewicht befinden würde, wenn Kohlenstoff vom Meer in die Luft und dann zurück ins Meer geleitet wird, um wieder gefördert zu werden.
Wie jede andere alternative Energiequelle wird auch Meerwasserkraftstoff nur dann erfolgreich sein, wenn alle der Meinung sind, dass das, was aus dem Prozess kommt, wesentlich mehr wert ist als das, was in ihn fließt. In diesem Fall ist die Nationalverteidigung ein wesentlicher Motivationsfaktor, und die Forschung wird wahrscheinlich fortgesetzt.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von der Redaktion von XPRIZE veröffentlicht, die Wettbewerbe entwirft und durchführt, die Anreize für radikale Durchbrüche zum Wohle der Menschheit schaffen.
