¿Los submarinos nucleares fabrican su propio oxígeno (del agua de mar)?

La mayoría de los submarinos estadounidenses son de energía nuclear. Por lo tanto, tienen suficiente electricidad para durar bajo el agua durante meses, sin tener que reabastecerse de combustible. Creo que 1 gramo de uranio enriquecido produce tanta electricidad como 100 toneladas de carbón (verificación de necesidades).

A través de un proceso llamado electrólisis, en el que se aplica una corriente eléctrica a una muestra de agua, los átomos de hidrógeno y oxígeno reaccionan en una reacción de descomposición.

2 H2O (l) → 2 H2 (g) + O2 (g)

Por supuesto, los submarinos andan en agua salada, ¿no? Bueno, esto es solo para agua pura.

El agua salada es una mezcla. Es NaCl + H2O. Estos dos no reaccionarán entre sí debido a las reglas de solubilidad. La aplicación de electrólisis al agua salada provocará el mortal gas de cloro, debido a las medias reacciones en competencia, que matarán a todos a bordo del barco. Simplemente usando los electrodos correctos y un poco de bicarbonato de sodio, no se forma más gas de cloro mortal.

También vale la pena señalar el proceso en el que se elimina el dióxido de carbono que respiran los marineros. Utilizan una sustancia química especial llamada cal sodada (hidróxido de sodio e hidróxido de calcio) que es básicamente una “trampa” para el dióxido de carbono.

Mantener la calidad del aire
El aire que respiramos está compuesto por cantidades significativas de cuatro gases:

  • Nitrógeno (78 por ciento)
  • Oxígeno (21 por ciento)
  • Argón (0.94 por ciento)
  • Dióxido de carbono (0.04 por ciento)

Cuando respiramos aire, nuestros cuerpos consumen su oxígeno y lo convierten en dióxido de carbono. El aire exhalado contiene aproximadamente 4.5 por ciento de dióxido de carbono. Nuestros cuerpos no hacen nada con nitrógeno o argón. Un submarino es un contenedor sellado que contiene personas y un suministro limitado de aire. Hay tres cosas que deben suceder para mantener el aire en un submarino respirable:

  • El oxígeno tiene que reponerse a medida que se consume. Si el porcentaje de oxígeno en el aire cae demasiado bajo, una persona se asfixia.
  • El dióxido de carbono debe eliminarse del aire. A medida que aumenta la concentración de dióxido de carbono, se convierte en una toxina.
  • La humedad que exhalamos en nuestra respiración debe ser eliminada.

El oxígeno se suministra desde tanques presurizados, un generador de oxígeno (que puede formar oxígeno a partir de la electrólisis del agua) o algún tipo de “recipiente de oxígeno” que libera oxígeno mediante una reacción química muy caliente. (Puede recordar estos botes debido a sus problemas en la estación espacial MIR; consulte esta página para obtener más detalles). El oxígeno se libera continuamente mediante un sistema computarizado que detecta el porcentaje de oxígeno en el aire, o se libera en lotes periódicamente durante el día.
El dióxido de carbono se puede eliminar del aire químicamente usando cal sodada (hidróxido de sodio e hidróxido de calcio) en dispositivos llamados depuradores . El dióxido de carbono queda atrapado en la cal sodada por una reacción química y se elimina del aire. Otras reacciones similares pueden lograr el mismo objetivo.
La humedad puede eliminarse con un deshumidificador o con productos químicos. Esto evita que se condense en las paredes y el equipo dentro del barco.
Además, otros gases como el monóxido de carbono o el hidrógeno, que son generados por el equipo y el humo del cigarrillo, pueden eliminarse mediante quemadores. Finalmente, los filtros se usan para eliminar partículas, suciedad y polvo del aire. “- tomado de HowStuffWorks – ¡Aprenda cómo funciona todo!

Entonces sí. La electrólisis es una de las soluciones utilizadas.

Está hecho con agua de mar destilada con la planta de evaporación de los barcos. Una vez que se purifica, se divide en H2 y O mediante electrólisis con el generador de oxígeno. El oxígeno se almacena en tanques presurizados y el H2 se descarga por la borda.

Tenemos la capacidad de llenar nuestros tanques de O2 desde una conexión en tierra antes de ir al mar, pero esos tanques se mantienen cargados desde el generador de O2 de los barcos.

El hidrógeno de la batería y el monóxido de carbono se eliminan en el quemador de CO-H2 y se convierten en CO2 y vapor de agua, el CO2 se elimina utilizando un depurador de CO2 que usa amina como agente de depuración y se bombea por la borda también.

Si el depurador de CO2 se rompe o perdemos energía, podemos usar recipientes de hidróxido de litio para eliminar CO2 y velas de clorato para producir un suministro de emergencia de O2.

El proceso se llama ‘electrólisis’.

En su explicación más simple, el agua de mar se lleva a un tanque y se hierve. El vapor se recoge y se condensa en agua dulce pura.

Una corriente continua fuerte pasa por el agua, el oxígeno se acumula en el poste negativo y el hidrógeno en el positivo.

El hidrógeno se recoge y se pasa por la borda a través de un difusor (para evitar que forme burbujas), el oxígeno se recoge y se comprime en los bancos de O2 para alimentarlo a la atmósfera del barco según sea necesario.

Esto es REAL simple y deja de lado muchos pasos y procesos.

Si ejecuta una corriente eléctrica a través del agua, separa el oxígeno del hidrógeno. Un gas burbujea desde el ánodo, el otro burbujea desde el cátodo. Por lo tanto, recolecta el oxígeno y lo presuriza y lo almacena en un tanque o lo difunde en el sistema de manejo de aire. El hidrógeno se recoge y se bombea por la borda.

Sí, usan la electrólisis para separar el agua en oxígeno e hidrógeno. La limitación es la eliminación de dióxido de carbono del aire, que se realiza mediante depuradores de CO2. Estos varían entre submarinos con diferentes períodos de tiempo operacionales.

Sí, a través del proceso llamado electrólisis. Se lleva agua de mar a bordo y, a través de ese proceso eléctrico, el O2 se separa del átomo de hidrógeno. El O2 se mantiene y el hidrógeno se vierte nuevamente al mar.

Generamos oxígeno por electrólisis. Tenemos un generador de oxigeno. El hidrógeno se ventila directamente por la borda a través de un difusor justo detrás de la vela. El sistema CAMS le dará a la atmósfera del barco concentración de oxígeno y ayudará al OOD a decidir cuándo iniciar el sangrado de O2.