神奇催化劑可使海水煉無限燃料

中間的補給艦，正爲航空母艦與巡防艦提供油料。未來說不定只要抽取海水就能製作燃料。(圖/美國海軍)

自馬漢的「海權論」出版以來，許多強國都認爲海軍艦隊是重要的，艦隊確實是是國家力量的延伸，但是軍艦航程受限於燃料，除了少數核動力軍艦之外，大多數軍艦都必須定期補充油料。不過那麼有沒有辦法使海水變成燃料呢？確實有這方面的研究。

這項研究要先從水煤氣(synthesis gas 也叫合成氣)說起，1902年，法國化學家保羅·薩巴捷(Paul Sabatier)發現，一氧化碳加上氫氣，在高溫高壓條件下，可以在鈷鎳爲催化劑的作用中生成甲烷，當時稱爲人造瓦斯， 薩巴捷也被授予1912年諾貝爾化學獎。

1925年，德國化學家化學家費歇爾(Franz Joseph Emil Fische)和託羅普施(Hans Tropsch)共同開發更廉價的水煤氣製作法，稱爲「費託法」(Fischer–Tropsch process)的，能夠將煤碳有效的轉成液態燃料，這對二戰時期的德國很有幫助，以費託法制作的燃料，佔到德國燃料總量的25%。

然而到了二戰後，由於石油開採更方便，熱量較低的水煤氣與費託法就沉寂了。

但是，如今大家都在談化石燃料減量，因此水煤氣又重新引起研究興趣。2014年，美國海軍研究實驗室（NRL）的希瑟·威洛（Heather Willauer）所領導的實驗團隊宣佈，他們可以利用催化劑，將酸化海水（pH值低於6的海水），提取二氧化碳和氫氣，然後再以「反向水煤氣變換」（RWGS），將二氧化碳轉化爲一氧化碳。接着就通過費託法，將一氧化碳轉化爲液態烴。

不過，希瑟·威洛團隊所研發的RWGS催化劑「碳化鉬」，需要用到昂貴元素，而且在經歷幾次反應後，會迅速失去活性，因此之後的研發工作，都在調配更廉價的材料爲主。

現在，相關研究似乎有了突破，羅徹斯特大學、美國海軍研究實驗室、匹茲堡大學和OxEon能源公司的跨界團隊，修改了催化劑配方，使整個過程變得更廉價。

團隊將鉀放入碳化鉬催化劑中，在爲期10天的中試規模研究的連續運行過程中，沒有發現失活的跡象，而鉀是一種相當豐富的元素，海水裡中有大量的氯化鉀，也就是低鈉鹽。

研究員馬克‧帕羅索夫(Marc Porosoff)說，鉀有效降低了RWGS反應的閾能，而帶有凹槽和孔隙的γ氧化鋁，就像海綿一樣有助於確保碳化鉬催化劑粒，能夠保持分散狀態，從而最大程度地增加了可用於反應的表面積，兩種情況使得摻鉀的碳化鉬催化劑，有更好的適用性。

現在，研究團隊爲了確定鉀促進的碳化鉬，是否也是良好的碳捕捉公工，他們將進行進一步的試驗，以測試催化劑暴露在工廠污染廢氣環境(常有汞、硫、鎘)，是否仍具有穩定性，若是也通過測試，鉀-碳化鉬催化劑的功用就更大了，不但能夠「點海水成燃料」，還能「捕捉二氧化碳」，說不定將成爲重要的能源變革。