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中國下一代航母可實現"水電解變油"? 完全不是一回事

時間:2019-10-12 23:10:56        來源:

國下一代航空母艦模型近日軍事博物館公開亮相。這艘航母顯示出很多與眾不同的特征,尤其是艦島很小沒有煙囪,從而證明這是一款真正的動力航母。

筆者在上一次分析文章中,曾指出中國核動力航母可以發揮多種作用,提高作戰效率艦員生活水準。其中提到了,

效仿美軍采取“水電解變油”的方式獲得軍用燃料。但是,一些讀者不理解這個說法,將“水電解變油”和那種偽科學的、騙投資的“水變油”混為一談。

偽科學的“水變油”,違背了基本的能量守恒定律,妄稱可以不額外增加能量,就從水中憑空制造出含能量的物質。但“水電解變油”卻完全不是一回事,這個話題的最初根源,是2014年美國軍方披露的一項海軍新燃料研究項目

參考對象:美國海軍的“海水燃料”項目

2014年4月,美國海軍研究實驗室(NRL)宣布完了一項對新概念動力的測試,其基本目標是利用海水來制造燃油。當時,美國已經完成新燃料的人機飛行測試。

美國海軍研究實驗室宣稱,這項IShu/ target=_blank class=infotextkey>技術是通過氧化還原反應和鐵基催化劑的作用,利用氫氣和二氧化碳,生成長鏈的烴類物質,也就是制作可以用于發動機的燃料。

當時美國軍方宣稱,這個新型燃料項目還處于測試階段,其關鍵之處在于可以利用海水來獲得基本的反應材料,包括氫氣和二氧化碳。氫氣通過電解水來獲得,而二氧化碳則是提取海水中溶解的二氧化碳。最后合成的燃料,將可以用于海軍作戰飛機艦艇。美國媒體還宣稱,這個項目將讓美國海軍成為“游戲規則的改變者”!

美國海軍這個項目的技術細節并沒有披露太多,但是根據能量守恒定律,新合成燃油包含的能量不會超過消耗的能量。也就是說,不可能用戰艦的燃油再去制造同樣的燃油,所以肯定是以核動力艦艇作為原始動力核心,而美國主力水面軍艦只有航母采用了核動力。

國航母采用核動力后,是可以實現“水變油”的

美國海軍的“海水變油”項目,實際上是專為美國核動力航母準備的。因為這個“水變油”的理論基礎,實際上是用核電的能量,轉化為含烴物質的能量。

過程上看,需要用航母反應堆產生的電能,對海水進行淡化,然后對淡化海水進行電解,制造氫氣。同時,用電力提取海水中溶解的二氧化碳。在海水中,溶解二氧化碳(包括氣體二氧化碳、碳酸、碳酸根離子、碳酸氫根離子等)的濃度是在空氣中的60-140倍,這也是海洋能有效地控制大氣中二氧化碳含量的原因

然后,再通過鐵基催化劑,加速促進氫氣和二氧化碳合成為碳氫化合物,并進一步將短鏈烴類合成為長鏈烴類物質。最后生成的,就是可以用于發動機工作的燃油。

目前看來,這個技術尚不成熟,雖然在五年前就披露出來,但至今還沒有正式應用的消息。不過,這套技術從理論上是可行的,完全符合所有物理定律。目前存在的問題是,碳氫化合物的合成過程比較復雜時間比較漫長,生產過程中存在一些不可控因素。更重要的難點在于,如何將這套技術裝備同時實現小型化和產出規模化。

不過有了可以輸出無限動力的核反應堆,能量來源不是問題。所以說,中國下一代航母使用核動力,是可以考慮借鑒美國這個“水變油”技術項目的,并且自行作進一步的技術開發。

“海水變油”的戰略意義是什么?

核動力航母使用“海水變油”技術,似乎是一項白費力氣的工作,因為核動力艦船根本不需要燃油。但是,這個“水變油”對于航母艦載機,卻有著巨大價值

眾所周知,由于采用了核動力,航母節省了艦用燃油的存放空間。以美國退役的“小鷹”號航母為例,該航母滿載排水量為81700噸,其中艦用燃油儲量達到了7800噸,航空汽油儲量為5800噸,燃料占用的空間非常大。

但是,航母采用核動力后,只能節省自身用油,卻不能節省艦載機的用油。到了“尼米茲”級核動力航母的時代,航空燃油的儲量增加到了9000噸。核動力航母自身雖然不必經常補充燃料,但各種艦載機的燃料補給卻不能停,這就造成了巨大的后勤負擔。

可見,如果能夠在航母內自行合成燃料,必然大大降低后勤補給壓力,極大提升航母持久作戰能力,并且釋放相當一部分的航母內部空間,轉移給武器彈藥或其他設備使用。

所以說,“海水變油”的技術,等于給航母增加了幾千噸的額外空間,并且提升了遠洋持久戰能力,戰略意義非常大。

不過,這項技術當前并沒有完全成熟,還需要進一步發展并進行大量測試。中國未來的核動力航母,即使考慮應用這個“電解水變油”的技術,很多細節上的難題仍需要花時間去破解。但是,核動力裝置的出現,將這種戰略價值巨大的技術變為了一種可能,值得我們向這個方向去努力。

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