Combustible a partir del agua del mar

La marina de los EE.UU. en busca de obtener combustible a partir de agua de mar. El objetivo, reducir la logística y poder suministrar combustible a los aviones.

Ya hablamos aquí del motor de agua español, una especie de quimera que parece imposible, pero que no ha detenido a los científicos e ingenieros en los EE.UU. 

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Y es que el Laboratorio de Investigación Naval (NRL) que desea ejecutar buques de guerra que sean capaces de convertir el agua de mar en combustible para aviones. Sí, suena a utopía, pero hay fundamento: Su idea es extraer el dióxido de carbono y el hidrógeno del gua de mar y convertirlos en combustible para aviones mediante un proceso de conversión de gas a líquidos. Si ven que al final esto no es práctico, los buques de guerra norteamericanos podrían abastecerse de combustible en el mar.

Puede sonar extraño que la Marina quiera hacer combustible para aviones, pero muchos buques de guerra modernos actuales se mueven con turbinas de gas. Y todos los años, la flota de la Marina de los EE.UU. de 15 “petroleros” , llevan 600 millones de galones (2,27 millones de litros) de combustible a los buques en el mar. Es un gran problema logístico, agravada por la dependencia de las naciones porductores de crudo que pueden cortar o interferir con el suministro de combustible en tiempos de crisis. No hace falta decir que un barco que pudiese hacer su propio combustible durante la navegación sería una ventaja.

El agua de mar contiene aproximadamente un 3% de dióxido de carbono en forma de ácido carbónico disuelto, carbonato y bicarbonato. Eso es un 140% más que el aire. A eso se añade el hidrógeno de las moléculas de agua, con lo que tienes todos los ingrepara hacer combustibles en alta mar. Lo difícil es cómo hacerlo.

En el comunicado de prensa, el químico Dr. Heather Willauer intenta explicar cómo quieren conseguirlo: “La reducción e hidrogenación de CO2 para formar hidrocarburos se lleva a cabo usando un catalizador que es similar a los utilizados para la síntesis de Fischer-Tropsch y la hidrogenación de monóxido de carbono. Mediante la modificación de la composición de la superficie de catalizadores de hierro en reactores de lecho fijo, el NRL ha logrado mejorar la eficiencia de conversión de CO2 hasta en un 60%”.

¿Qué es la síntesis de Fischer-Tropsch? Lo inventaron Franz Fischer y Hans Tropsch en Alemania en la década de 1920. Convierte carbón, gas natural o biomasa en combustible por medio de hierro (o de algún otro catalizador) y se utiliza comercialmente en países con carbón abundante, pero petróleo. Es una sistema muy ineficiente y caro, pero el Departamento de Defensa de EE.UU. se ha interesado en él.

Vamos a intentar explicar cómo lo hacen. El proceso comienza extrayendo dióxido de carbono y el hidrógeno del agua de mar. Para ello, se utiliza una célula electroquímica de tres cámaras. El agua de mar pasa a través de ella y se somete a una corriente eléctrica pequeña. El agua de mar se acidifica, intercambiando los iones de hidrógeno producido en el ánodo con iones de sodio. Mientras tanto, en el cátodo, el agua se reduce a hidrógeno y se forma hidróxido de sodio (que se añade al agua de mar para neutralizar su acidez).

En el siguiente paso, el hidrógeno y el dióxido de carbono se pasa a una cámara de reacción calentada con un catalizador de hierro. Los gases se combinan y forman hidrocarburos insaturados, con metano como subproducto. Estos hidrocarburos insaturados oligomerizan después (se hacen más largos para formar moléculas de hidrocarburo que contienen seis a nueve átomos de carbono).

¿Y funciona? El proceso ha sido probado en mar abierto en el Golfo de México, y se trabaja ya para mejorar el proceso y aumentar la escala. El costo estimado del combustible se situará entre 0.79 y 1.58 dólares por litro. Es caro ahora mismo, ya que el combustible de avión cuesta 0.87 por litro, pero encaso de guerra… sería otro cantar.

Además, los procesos basados ​​en la síntesis de Fischer-Tropsch son muy intensivos en uso de energía, lo que aumenta el coste. Además, el producto final es muy puro y puede causar problemas de lubricación y sellado en los motores.

La gran pregunta es, ¿de dónde proviene la energía para hacer el combustible en el mar? La síntesis de Fischer-Tropsch funciona porque la materia prima es un combustible (normalmente carbón, pero puede ser gas natural, biomasa…). Con el proceso de NRL, la materia prima es el agua de mar, y el combustible producido es sólo un medio de almacenamiento de energía, no una fuente de energía. Esa es la pieza del rompecabezas que aún falta.