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中国下一代航母可实现"水电解变油"?这并不是开玩笑

中国下一代航母可实现"水电解变油"?这并不是开玩笑
2019年06月12日 09:22 新浪军事
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  中国下一代航空母舰的模型,近日在军事博物馆公开亮相。这艘航母显示出很多与众不同的特征,尤其是舰岛很小没有烟囱,从而证明这是一款真正的核动力航母。

  笔者在上一次分析文章中,曾指出中国核动力航母可以发挥多种作用,提高作战效率和舰员生活水准。其中提到了,效仿美军采取“水电解变油”的方式获得军用燃料。但是,一些读者不理解这个说法,将“水电解变油”和那种伪科学的、骗投资的“水变油”混为一谈。

  伪科学的“水变油”,违背了基本的能量守恒定律,妄称可以不额外增加能量,就从水中凭空制造出含能量的物质。但“水电解变油”却完全不是一回事,这个话题的最初根源,是2014年美国军方披露的一项海军新燃料研究项目。

  参考对象:美国海军的“海水燃料”项目

  2014年4月,美国海军研究实验室(NRL)宣布完成了一项对新概念动力的测试,其基本目标是利用海水来制造燃油。当时,美国已经完成新燃料的无人机飞行测试。

  美国海军研究实验室宣称,这项技术是通过氧化还原反应和铁基催化剂的作用,利用氢气和二氧化碳,生成长链的烃类物质,也就是制作可以用于发动机的燃料。

  当时美国军方宣称,这个新型燃料项目还处于测试阶段,其关键之处在于可以利用海水来获得基本的反应材料,包括氢气和二氧化碳。氢气通过电解水来获得,而二氧化碳则是提取海水中溶解的二氧化碳。最后合成的燃料,将可以用于海军作战飞机和舰艇。美国媒体还宣称,这个项目将让美国海军成为“游戏规则的改变者”!

  美国海军这个项目的技术细节并没有披露太多,但是根据能量守恒定律,新合成燃油包含的能量不会超过消耗的能量。也就是说,不可能用战舰的燃油再去制造同样的燃油,所以肯定是以核动力舰艇作为原始动力核心,而美国主力水面军舰只有航母采用了核动力。

  中国航母采用核动力后,是可以实现“水变油”的

  美国海军的“海水变油”项目,实际上是专为美国核动力航母准备的。因为这个“水变油”的理论基础,实际上是用核电的能量,转化为含烃物质的能量。

  从过程上看,需要用航母反应堆产生的电能,对海水进行淡化,然后对淡化海水进行电解,制造氢气。同时,用电力提取海水中溶解的二氧化碳。在海水中,溶解二氧化碳(包括气体二氧化碳、碳酸、碳酸根离子、碳酸氢根离子等)的浓度是在空气中的60-140倍,这也是海洋能有效地控制大气中二氧化碳含量的原因。

  然后,再通过铁基催化剂,加速促进氢气和二氧化碳合成为碳氢化合物,并进一步将短链烃类合成为长链烃类物质。最后生成的,就是可以用于发动机工作的燃油。

  目前看来,这个技术尚不成熟,虽然在五年前就披露出来,但至今还没有正式应用的消息。不过,这套技术从理论上是可行的,完全符合所有物理定律。目前存在的问题是,碳氢化合物的合成过程比较复杂,时间比较漫长,生产过程中存在一些不可控因素。更重要的难点在于,如何将这套技术装备同时实现小型化和产出规模化。

  不过有了可以输出无限动力的核反应堆,能量来源不是问题。所以说,中国下一代航母使用核动力,是可以考虑借鉴美国这个“水变油”技术项目的,并且自行作进一步的技术开发。

  “海水变油”的战略意义是什么?

  核动力航母使用“海水变油”技术,似乎是一项白费力气的工作,因为核动力舰船根本不需要燃油。但是,这个“水变油”对于航母舰载机,却有着巨大的价值。

  众所周知,由于采用了核动力,航母节省了舰用燃油的存放空间。以美国退役的“小鹰”号航母为例,该航母满载排水量为81700吨,其中舰用燃油储量达到了7800吨,航空汽油储量为5800吨,燃料占用的空间非常大。

  但是,航母采用核动力后,只能节省自身用油,却不能节省舰载机的用油。到了“尼米兹”级核动力航母的时代,航空燃油的储量增加到了9000吨。核动力航母自身虽然不必经常补充燃料,但各种舰载机的燃料补给却不能停,这就造成了巨大的后勤负担。

  可见,如果能够在航母内自行合成燃料,必然大大降低后勤补给压力,极大提升航母持久作战能力,并且释放相当一大部分的航母内部空间,转移给武器弹药或其他设备使用。

  所以说,“海水变油”的技术,等于给航母增加了几千吨的额外空间,并且提升了远洋持久战能力,战略意义非常大。

  不过,这项技术当前并没有完全成熟,还需要进一步发展并进行大量测试。中国未来的核动力航母,即使考虑应用这个“电解水变油”的技术,很多细节上的难题仍需要花时间去破解。但是,核动力装置的出现,将这种战略价值巨大的技术变为了一种可能,值得我们向这个方向去努力。(作者:陶慕剑)

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