美國海軍演示海水變?nèi)剂霞夹g

美國海軍研究實驗室（NRL）的研究人員開發(fā)了可從海水中提取CO2和氫氣，并將其催化轉化為液體燃料的新型NRL技術。

空氣和海水中的CO2是豐富的碳資源，海洋中的CO2濃度（100mg/L）比空氣中的高140倍左右，是煙道氣CO2濃度（296mg/L）的1/3。海水中CO2的2%～3%溶解形成碳酸，1%為碳酸鹽，其余的96%～97%結合在碳酸氫鹽中。

NRL技術采用專有的NRL電解陽離子交換模塊（ECEM），在將碳酸鹽和碳酸氫鹽轉化為CO2的同時產(chǎn)生氫氣，從海水中溶解和脫除固定的CO2的效率為92%，CO2和氫氣隨后在反應器中通過金屬催化劑轉化為液體烴。

NRL已經(jīng)在將CO2和H2轉化為C9～C16燃料的氣制液（GTL）合成工藝上取得顯著進展。第一步采用鐵基催化劑將CO2轉化為長鏈不飽和烴（烯烴），減少甲烷生成，CO2轉化率可達60%以上；第二步使用固體酸催化劑使烯烴發(fā)生低聚反應，得到含有C9～C16的烴燃料，可以替代石油基噴氣燃料。

這種新技術生產(chǎn)噴氣燃料的成本預計為3～6美元/gal（1gal≈3.785L），可能會在未來的7～10年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)化。小型模塊化碳捕獲和燃料合成裝置計劃通過添加獨特的E－CEM模塊和反應器來擴大規(guī)模。NRL生產(chǎn)C9～C16液態(tài)烴的實驗裝置為固定床催化反應器，可以通過按比例增加反應器的長度和數(shù)量，對NRL實驗裝置進行工業(yè)放大。

該工藝在從海水中回收CO2的同時產(chǎn)生大量氫氣，無需增加昂貴的電解單元，所需要的能量主要用于生產(chǎn)氫，CO2是一個“免費”的副產(chǎn)品，而且不需使用額外的化學物質(zhì)處理海水。NRL的研究人員稱該技術遠遠優(yōu)于先前開發(fā)的從海水或空氣中回收CO2的膜及離子交換技術。

NRL的研究人員已經(jīng)使用這種新型液體烴燃料向P－51飛機提供動力。未來美國海軍有望在艦艇上自己生產(chǎn)燃料，從而減少燃油補給，提高作戰(zhàn)能力，保證能源安全。