美国海军演示海水变燃料技术

美国海军研究实验室（NRL）的研究人员开发了可从海水中提取CO2和氢气，并将其催化转化为液体燃料的新型NRL技术。

空气和海水中的CO2是丰富的碳资源，海洋中的CO2浓度（100mg/L）比空气中的高140倍左右，是烟道气CO2浓度（296mg/L）的1/3。海水中CO2的2%～3%溶解形成碳酸，1%为碳酸盐，其余的96%～97%结合在碳酸氢盐中。

NRL技术采用专有的NRL电解阳离子交换模块（ECEM），在将碳酸盐和碳酸氢盐转化为CO2的同时产生氢气，从海水中溶解和脱除固定的CO2的效率为92%，CO2和氢气随后在反应器中通过金属催化剂转化为液体烃。

NRL已经在将CO2和H2转化为C9～C16燃料的气制液（GTL）合成工艺上取得显著进展。第一步采用铁基催化剂将CO2转化为长链不饱和烃（烯烃），减少甲烷生成，CO2转化率可达60%以上；第二步使用固体酸催化剂使烯烃发生低聚反应，得到含有C9～C16的烃燃料，可以替代石油基喷气燃料。

这种新技术生产喷气燃料的成本预计为3～6美元/gal（1gal≈3.785L），可能会在未来的7～10年内实现商业化。小型模块化碳捕获和燃料合成装置计划通过添加独特的E－CEM模块和反应器来扩大规模。NRL生产C9～C16液态烃的实验装置为固定床催化反应器，可以通过按比例增加反应器的长度和数量，对NRL实验装置进行工业放大。

该工艺在从海水中回收CO2的同时产生大量氢气，无需增加昂贵的电解单元，所需要的能量主要用于生产氢，CO2是一个“免费”的副产品，而且不需使用额外的化学物质处理海水。NRL的研究人员称该技术远远优于先前开发的从海水或空气中回收CO2的膜及离子交换技术。

NRL的研究人员已经使用这种新型液体烃燃料向P－51飞机提供动力。未来美国海军有望在舰艇上自己生产燃料，从而减少燃油补给，提高作战能力，保证能源安全。