Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Топливные элементы

Топливные элементы
Миллионы тонн угля, нефти и бензина поглощают ежегодно топки котельных, паровозов и электростанций. Но лишь незначительная доля химической энергии, заключенной в топливе, используется нами по прямому назначению.


Так, коэффициент полезного действия паровой машины равен всего 7 процентам. Двигатели внутреннего сгорания, установленные на тепловозах, имеют более высокий КПД, и все же он не превышает 35 процентов. Иными словами, две трети химической энергии топлива теряется безвозвратно. Ученые подсчитали, что коэффициент полезного действия тепловых машин вообще не сможет подняться выше 40—45 процентов.

Что же делать? Смириться с потерями?

Нет, наука упорно ищет выход из создавшегося положения. Перед учеными поставлена совершенно конкретная задача: овладеть способами непосредственного превращения химической энергии топлива в электрическую. Химики не теряют времени даром. Они методично, с неослабевающим упорством ведут трудный поиск. Сейчас еще рано говорить, какими будут окончательные выводы стратегов науки, готовящих штурм энергетических барьеров, но первые обнадеживающие результаты свидетельствуют о том, что они на правильном пути.

Собственно говоря, история эта началась еще в VIII веке, когда был создан гальванический элемент — прообраз современных электрических батарей. Ток возникал в нем благодаря «тихому» горению металлов, в результате химической реакции — окисления. Но свинец и кадмий, пригодные для этой цели, стоят дорого, да и окислы марганца, никеля, ртути, серебра недешевы. Поэтому такой способ получения электроэнергии в широких масштабах использовать невыгодно.

Топливные элементы

Ученые задумались: а нельзя ли окислять более распространенные вещества? Проблемой этой занимались многие исследователи, в том числе замечательный русский изобретатель Павел Николаевич Яблочков. Он с увлечением искал пути преобразования энергии сгорания топлива сразу в электрическую, не применяя паровую машину и генератор.

Тяжело жилось в ту пору Яблочкову, спекулянты и биржевики разорили его. На последние деньги, он провел множество экспериментов, невзирая на сложность и опасность. Изобретатель чудом уцелел при взрыве, но навсегда потерял здоровье. Но он доказал, что его замысел реален. Он создал электрохимический генератор. В его элементе топливом служил водород, а окислителем — кислород.

Современники не сумели оценить эту последнюю работу талантливого исследователя. Лишь в прошлом веке она получила признание, предостерегла ученых от ошибок, неизбежных в таком трудном деле. Ученые создали стройную теорию электрохимических процессов, протекающих в топливных элементах. Были созданы генераторы, работа которых основана на взаимодействии применении водорода и кислорода. Принцип их действия довольно прост. Такой элемент напоминает обычный, гальванический. Только вместо цинкового и угольного электродов в них используются две однородные, скажем никелевые, пористые пластинки. Они омываются электролитом. К одному электроду подается топливо (водород), к другому — окислитель (кислород). Происходит химическая реакция, в процессе которой в элементе образуются свободные электроны — носители электричества. Установки эти были еще далеки от совершенства, но коэффициент их полезного действия уже достиг рекордной цифры — 65—70 процентов! А запасы топлива, получаемого из обыкновенной воды, поистине неисчерпаемы.

Российские и зарубежные ученые сейчас расширили сферу поисков. Они стараются использовать в топливных элементах обычные виды горючего. При этом им приходится преодолевать некоторые трудности. Дело в том, что нефть, бензин, природные газы и уголь не вступают в химическую реакцию при обычной температуре. Приходится их нагревать. А бензин, например, подвергать крекингу, т. е. расщеплять его молекулы, образовывать газы — водород и окись углерода, которые играют ту же роль, что и водород и кислород. Остальное — уже подробности.

Пока что невозможно точно предсказать, какую роль сыграют топливные элементы в решении энергетических проблем. Но их будущее огромно. Они, например, помогут использовать солнечную радиацию для получения электрического тока. А это — огромный резерв. Известно ведь, что каждый квадратный метр земной поверхности может дать целый киловатт энергии. И ветер, этот бестолковый богатырь Валидуб, начнет приносить пользу. Если подуют ветры до статочной силы, то электростанции будут отдавать часть своей энергии специальным установкам, которые разложат воду на водород и кислород. Газы эти будут собираться в хранилищах. Как только ветер утихнет, их подадут в топливные батареи, и потребители без всяких перебоев получат ток.

топливо бензин

Между прочим. Получить «тяжелую» воду, в молекуле которой обычный водород заменен его изотопом — дейтерием, — процесс сложный и дорогостоящий. 

Совершенствуя технологию ее получения, ученые ищут естественные «месторождения» «тяжелой» воды. Ими сделано несколько важных находок. Исследуя ил, взятый со дна океана близ Багамских островов, американские химики обнаружили в нем миллиарды бактерий, обладающих способностью «утяжелять» воду.

По мнению ученых, в глубоких океанских впадинах, где нет течений, находятся «залежи» «тяжелой» воды.

Комментарии:

интереная тема без горения через гальванику получить ток. считаю что лучше будет и долговечнее это разместить солнечные панели на орбите, и на Луне на поверхности. научится передавать энергию на Землю.
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
2
Техника Lenovo: надежность и долговечность при эксплуатации

Техника Lenovo: надежность и долговечность при эксплуатации

Покупка технического устройства - это процесс, в котором важно учитывать различные нюансы, напрямую связанные с базовыми характеристиками приспособления и его функциональностью.

Покупка технического устройства - это процесс, в котором важно учитывать различные нюансы, напрямую связанные с базовыми характеристиками приспособления и его функциональностью. Если речь о необходимости инвестировать свободные средства в обновление техники дома или в офисе, то тут лучше всего обращать внимание на изделия известных брендов. Технические приспособления с экономией места на располож...
15.07.24 05:25
0
2
Лучшие модели наушников JBL: обзор и характеристики

Лучшие модели наушников JBL: обзор и характеристики

JBL наушники широко известны высоким качеством звука и надёжностью, благодаря чему они завоевали доверие различных категорий пользователей — от меломанов до спортсменов.

JBL наушники широко известны высоким качеством звука и надёжностью, благодаря чему они завоевали доверие различных категорий пользователей — от меломанов до спортсменов. В этой статье мы представим подробный обзор лучших моделей наушников JBL и расскажем об их ключевых характеристиках, преимуществах и потенциальных недостатках. JBL Live 650BTNC: активное шумоподавление Наушники JBL Live 650BTNC ...
03.07.24 18:49
0
15
Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Причины роста популярности Астрономии и Космоса среди молодого поколения

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения.

Астрономия и космос всегда привлекали внимание людей всех возрастов, но особенно ярко эта наука проявляется среди молодого поколения. Многие факторы объясняют популярность астрономии среди молодых людей: от увлекательных открытий в области космоса до влияния культурных произведений. Сериалы, фильмы и другие произведения искусства о космических приключениях играют значительную роль в формировании ...
25.02.24 17:55
0
4
e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning в цифрах: 6 общих фактов, много данных и прогнозы на ближайшее будущее

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого.

e-Learning – это обучение с помощью цифровых технологий (Интернета, электронных устройств и специальных программ). Процесс можно организовать в аудиториях или удалённо, одновременно для целой группы или по гибкому графику для каждого. Ранее эта система была не популярна. Затем вспыхнул COVID-19, и все перешли на «удалёнку»: школы, ВУЗы, компании. Электронное обучение стало нужным в глобальном мас...
28.12.23 18:10
0
9
Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Энергорезонатор Neutrino Power Cube - электроэнергия под воздействием невидимого спектра излучений

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток.

Следующим этапом на пути к отказу от ископаемого топлива станут, вероятнее всего, энергетические технологии, связанные с возможностью преобразования энергии полей материи Луи де Бройля, обладающих корпускулярно-волновыми свойствами, в электрический ток. Это одно из перспективных направлений в науке, дающее серьёзный шанс диверсифицировать способы получения электроэнергии, а более конкретно, одно и...
30.09.23 06:25
0
0
Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Крупнейший в мире ветряк уже полностью подключен и работает

Компания Three Gorges Energy подключила к электросети первую в мире морскую ветряную турбину мощностью 16 мегаватт. С ошеломляющим диаметром ротора 260 метров (853 фута) этот колосс будет снабжать чистой энергией около 36 000 китайских домов.

Он не выглядит неуместно, стоя на поле других, меньших гигантов, но MingYang Smart Energy MySE 16-260 является самым большим из когда-либо подключенных к сети. «Машинное отделение» и генератор, размещенные в ступице на вершине 152-метровой башни, весят гигантские 385 тонн, а каждая из трех 123-метровых лопастей добавляет еще 54 тонны, свисая с одной стороны вала генератора. Каждый раз, когда он с...
21.07.23 09:18
0
2
«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

«Шагающий» бур и плазменная дрель обещают дешевую геотермальную энергию

Словацкая компания GA Drilling продемонстрировала пару новых технологий, которые, по ее словам, могут открыть доступ к производству геотермальной энергии почти в любой точке планеты.

Anchorbit и Plasmabit обещают гораздо более быстрое и дешевое бурение горячей породы на глубине 10 км под землей. Интенсивное тепло под поверхностью Земли представляет собой практически неиссякаемый источник надежной чистой энергии, которая будет доступна 24/7 из любой точки Земли — можно использовать ее в виде пара для запуска турбин генератора или направить непосредственно в системы централизов...
30.06.23 12:34
0
5
Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Композитная наноплёнка – ноу-хау Neutrinovoltaic электрогенерации

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики.

Многослойная наноплёнка из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу, позволила создать новый вид альтернативной энергетики. Процесс электрогенерации подчиняется законам физики, а сама технология получила название Neutrinovoltaic. Такое название обусловлено участием в этом процессе не только окружающих полей излучений невидимого спектра и темпер...
16.05.23 19:04
0