Работая на жидком углеводороде — компоненте нового процесса превращения газа в жидкость (GTL) NRL, в котором в качестве сырья используются CO2 и H2, исследовательская группа продемонстрировала устойчивый полет радиоуправляемой (RC) реплики P-51. легендарный Red Tail Squadron, оснащенный серийным (OTS) и немодифицированным двухтактным двигателем внутреннего сгорания.Используя инновационный запатентованный модуль электролитического катионообмена NRL (E-CEM), растворенный и связанный CO2 удаляются из морской воды с эффективностью 92% за счет восстановления равновесия карбоната и бикарбоната до CO2 и одновременного производства H2. Затем газы превращаются в жидкие углеводороды с помощью металлического катализатора в реакторной системе.
«В тесном сотрудничестве с программой P38 Naval Reserve Управления военно-морских исследований NRL разработала революционную технологию одновременного извлечения CO2 и H2 из морской воды», — сказала д-р Хизер Уиллауэр, химик-исследователь NRL. «Это первая демонстрация технологии подобного рода с потенциалом перехода от лабораторных исследований к полномасштабному коммерческому внедрению».CO2 в воздухе и в морской воде является обильным источником углерода, но его концентрация в океане (100 миллиграммов на литр [мг / л]) примерно в 140 раз больше, чем в воздухе, и 1/3 концентрации CO2 от дымовой газ (296 мг / л). От двух до трех процентов CO2 в морской воде составляет растворенный газ CO2 в форме угольной кислоты, один процент — карбонат, а оставшиеся 96–97 процентов связаны с бикарбонатом.NRL добилась значительных успехов в разработке процесса синтеза газа-жидкости (GTL) для преобразования CO2 и H2 из морской воды в топливоподобную фракцию молекул C9-C16.
На первом запатентованном этапе был разработан катализатор на основе железа, который может достичь уровня конверсии CO2 до 60 процентов и снизить образование нежелательного метана в пользу длинноцепочечных ненасыщенных углеводородов (олефинов). Эти углеводороды с добавленной стоимостью, полученные в результате этого процесса, служат строительными блоками для производства промышленных химикатов и дизайнерского топлива.На втором этапе эти олефины могут быть превращены в соединения с более высокой молекулярной массой с использованием контролируемой полимеризации.
Полученная жидкость содержит молекулы углеводородов в диапазоне углерода, C9-C16, подходящие для использования в качестве возможной возобновляемой замены реактивного топлива на нефтяной основе.Прогнозируемая стоимость реактивного топлива с использованием этих технологий находится в диапазоне от 3 до 6 долларов за галлон, и при достаточном финансировании и партнерских отношениях этот подход может стать коммерчески жизнеспособным в течение следующих семи-десяти лет. Использование удаленных наземных вариантов станет первым шагом к будущему морскому решению.Предполагается, что минимальная модульная установка улавливания углерода и синтеза топлива будет увеличена за счет добавления отдельных модулей E-CEM и реакторных труб для удовлетворения потребностей в топливе.
NRL эксплуатирует лабораторную каталитическую реакторную систему с неподвижным слоем, и результаты этого прототипа подтвердили наличие необходимых молекул C9-C16 в жидкости. Эта лабораторная система является первым шагом на пути к переходу технологии NRL в коммерческие модульные реакторные блоки, масштаб которых может быть увеличен за счет увеличения длины и количества реакторов.
Эффективность процесса и возможность одновременно производить большие количества H2 и обрабатывать морскую воду без необходимости использования дополнительных химикатов или загрязняющих веществ, сделали эти технологии намного превосходящими ранее разработанные и испытанные мембранные и ионообменные технологии для извлечения CO2 из морской воды или воздух.