היצע הנפט בעולם הוא סופי. הצי האמריקני, שרץ עליו, לא. בסופו של דבר, שמירה על הצי שלה לאורך דורות עשויה להיות תלויה בדלק אחר - מהסוג שלא מתייבש.

בחודש שעבר, ועדה לביטחון לאומייעץהקונגרס יממן בניית ספינות והגברת הנוכחות הימית של ארה"ב באזור אסיה-פסיפיק בעשור הבא כדי להתחרות בצי ההולך וגדל של סין. אבל הגדלת ייצור דלק נפט כדי לעמוד בדרישות עתידיות פוטנציאליות עומדת בסתירה לתוכניות של חיל הים להפחית את התלות שלו בדלק המאובנים, שהמועדים עבורם מתקרבים במהירות. מחלקת חיל היםהתחייבלהפחית את השימוש בנפט בצי המסחרי של השירות בחצי עד 2015, ולהפיק לפחות 50% מהדלק הסילוני שלו באמצעות מקורות חלופיים עד 2020.

מעבדת המחקר הימי, מרכז מחקר תאגידי בן 90 שנה המשרת את חיל הים וחיל הנחתים, הואמחפש מקורות חלופיים כאלה. בהובלת הכימאית האנליטית הת'ר ווילואר, המעבדה מפתחת טכנולוגיה היונקת את הגזים הדרושים להפקת דלק סילוני סינטטי עבור ספינות היישר מתוך מי הים שהן פוסעות. אם וכאשר היא תהיה כדאית מסחרית, הטכנולוגיה עלולה לשנות את הפעילות הימית.

"אם היו מייצרים דלק בים", אומר ווילואר, "הם לא היו קונים אותו".

התהליך מתחיל בתא תלת חדרים הקולט זרם מי ים בתא המרכזי. נכון לעכשיו, אחת מהיחידות הללו יושבת על החוף של קי ווסט, פלורידה, במתקן המרכז למדע והנדסה קורוזיה של המעבדה.

התא שואב מקור טהור ומרוכז יחסית של פחמן דו חמצני ממי הים. מקור זה בדרך כלל טוב יותר מפחמן דו-חמצני המוחזר מגזי פחם או מחסנית המיוצרים על ידי שריפת דלקים מאובנים, אומר ווילואר. גזים כאלה דורשים חומרה יקרה ועתירת אנרגיה כדי לטהר אותם עוד יותר, כך שהם בטוחים לשימוש ולא יפגעו באורגניזמים חיים.

התא מייצר מימן, המסייע בהחזרת פחמן דו חמצני ממי ים. שני התהליכים מתרחשים במקביל. היחידה לוכדת עד 92% מפחמן דו חמצני ממי הים, שם ריכוזו גבוה פי 140 מאשר באוויר. כל האנרגיה המסופקת לתא הולכת לייצור מימן, לא לתהליך המיצוי, כך שהפחמן הדו-חמצני המוחזר למעשה חופשי, אומר ווילואר.

לאחר מכן, המעבדה משתמשת בזרז מבוסס ברזל כדי להמיר את הגזים לאולפינים, סוג של תרכובת כימית תגובתית. התרכובת יכולה בקלות לעבור המרה קטליטית נוספת לנוזל המכיל מולקולות פחמימנים, אשר בסופו של דבר ניתן להפוך לדלק סילוני.

תא תלת-חדרי זה מבטל את הצורך ביחידות אלקטרוליזה - טכנולוגיות גדולות ויקרות המשתמשות בחשמל כדי להניע תגובות כימיות לייצור מימן. אבל גם כאן, ייצור מימן מצריך הרבה מאוד אנרגיה, מה שמגדיל את כמות הפחמן באוויר. טכנולוגיית לכידת הפחמן, למרות שהייתה מתקדמת יותר מכפי שהייתה בתחילת המחקר ב-2007, עדיין יכולה להיות יעילה יותר, אומר ווילואר.

וילואר והצוות שלה קיבלו כורים בקנה מידה מסחרי וציוד אחר הדרוש כדי להתחיל לייצר עד ליטר אחד של דלק ביום. ברגע שיש להם מספיק, הם יכולים להתחיל להכין את הדלק החדש כדי לעמוד במפרט הטיסה הימי. בספטמבר, המעבדה ייצרה מספיק דלק סילוני כדי להפעיל את הטיסה של דגם מטוס מעל מתקן המחקר הצבאי בלוסום פוינט במרילנד (סרטון של הפעולה נמצא בהפקה). בסופו של דבר, המעבדה תסנתז מספיק דלק כדי להניע משהו הרבה הרבה יותר גדול מדגמי מטוסים - ספינות חיל הים.

דלק סילוני שמקורו במי ים יעלה בין 3 ל-6 דולר ליטר לייצור, אשר ניתן להשוואה למחירים הנוכחיים של דלק נפט, אומר ווילואר. "היה לך מחיר קבוע לדלק", היא אומרת. "אתה לא צריך לדאוג לגבי השווקים הזרים והרעיון הזה שהדלק עומד להיגמר".

דלק בר-קיימא שאינו נפט יכול לעזור לחיל הים להתמודד עם שתי בעיות בו זמנית. הטכנולוגיה תהיה ברכה למטרות האנרגיה החלופיות שלה, ותספק תהליך מהיר ובטוח יותר של תדלוק לצי המתרחב שלה.

מילוי המיכל בים הוא מיזם יקר, גוזל זמן ומסוכן: ספינות צריכות להישאר צמודות זו לזו, להתאים למהירות זו של זו כשהן חותכות במים, במשך שעות. בשנה שעברה, ספינת תקיפה של חיל הים באורך 844 רגלהתנגשעם מכלית תדלוק כשהם התכוננו לעמוד זה לצד זה כדי לתדלק כשההיגוי של ספינת התקיפה לא תקין.

מעקב מהיר אחר המחקר דורש שני דברים. האחד, כפי שקורה לעתים קרובות במחקר מדעי, הוא מימון, אותו מכנה ווילואר "נושא מאתגר". המעבדה מקבלת מימון פנימי, אבל ספונסרים חיצוניים, שחוקרים מרבים להציע להם את הפרויקטים שלהם, יכולים לממן את הפרויקט. הדרישה האחרת היא פשוט יותר זמן לשיפור הטכנולוגיה.

שלב יותר כסף עם יותר זמן, אומר ווילואר, ודלק סילוני שמקורו במי ים עשוי להפוך למציאות מסחרית תוך 10 עד 15 שנים. עבור חיל הים, המציאות הזו יכולה להוזיל עלויות, להגביר את האבטחה ולעזור לעמוד ביעדי האנרגיה - כל זאת בזמן שהצי שלו ממשיך להתחרות במים בינלאומיים.

[wp_scm_comment]