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!
0
Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

Миссия Inspiration4 на орбиту заканчивается приводнением

В воскресенье четыре космических туриста благополучно завершили свой полет на орбиту приводнением в Атлантическом океане у побережья Флориды.

Их капсула SpaceX спустилась с парашютом в океан незадолго до заката, недалеко от того места, где начался их полет тремя днями ранее. Абсолютно любительский экипаж первым облетел планету без профессионального космонавта. Миллиардер, который заплатил нераскрытые миллионы за поездку, и трое его гостей хотели показать, что обычные люди могут взлетать на орбиту самостоятельно, и основатель SpaceX Ил...
20.09.21 10:09
0
-1
Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Китайские астронавты вернулись на Землю после 90-дневной миссии

Три китайских астронавта вернулись на Землю в пятницу после завершения самой продолжительной в истории страны миссии с экипажем.

Капсула раскрыла парашют и приземлилась в пустыне Гоби в 07:34 по московскому времени. «Очень приятно вернуться!» - сказал Тан Хунбо после 90-дневной миссии, что стало рекордом для Китая. «Хочу сказать: папа, мама, я вернулся! В добром здравии и в хорошем настроении!» В заявлении Китайского пилотируемого космического агентства (CMSA) говорится, что экипаж космического корабля "Шэньчжоу-12" наход...
19.09.21 11:37
0
0
Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Найдена часть недостающего вещества Вселенной

Галактики могут получать и обмениваться материей с внешней средой благодаря галактическим ветрам, создаваемым звездными взрывами.

С помощью инструмента MUSE, установленного на Очень большом телескопе ESO, международная исследовательская группа под руководством CNRS и Университета Клода Бернар Лиона с французской стороны впервые нанесла на карту галактический ветер. Это уникальное наблюдение, которое подробно описано в исследовании, опубликованном в MNRAS 16 сентября 2021 года, помогло выявить, где находится часть недостающег...
17.09.21 10:32
0
3
Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая частная космическая миссия SpaceX с экипажем началась

Первая полностью частная космическая миссия стартовала на ракете SpaceX Falcon 9 со стартового комплекса 39A Космического центра НАСА им. Кеннеди во Флориде.

С экипажем из четырех человек в капсуле Dragon Crew миссия Inspiration4 стартовала сегодня в 03:03 по московскому времени в трехдневный полет для сбора средств для Детской исследовательской больницы Св. Джуда в Мемфисе, штат Теннесси. Сегодняшний запуск состоялся без большой задержки при ясном ночном небе в начале пятичасового окна запуска. Первая ступень Falcon 9 отделилась на отметке 2 минуты 3...
16.09.21 12:13
0
1
Оборудование для АЗС: поверка измерительных средств и другие услуги

Оборудование для АЗС: поверка измерительных средств и другие услуги

Современные заправочные станции пытаются соответствовать высокому уровню обслуживания клиентов.

Компанию Контур ДС можно назвать лидирующей структурой, которая осуществляет проектирование и строительство АЗС, а также нефтебаз. Занимается продажей оборудования и обслуживанием заправок, а также предоставляет другие услуги.  Поверка средств измерения также осуществляется специалистами компании. При помощи таких работ можно определить, насколько пригодным является измерительное оборудо...
07.09.21 20:48
0
3
Китай сообщил о новом рекордном термоядерном синтезе

Китай сообщил о новом рекордном термоядерном синтезе

Китайский экспериментальный усовершенствованный сверхпроводящий токамак (EAST) - одно из ряда многообещающих исследовательских устройств ядерного синтеза, действующих по всему миру, и за последние пару лет он сделал несколько впечатляющих шагов вперед.

Китайские государственные СМИ сообщают, что ученые, работающие над проектом, достигли нового мирового рекорда, удерживая температуру плазмы в 120 миллионов градусов Цельсия в течение 101 секунды во время последнего раунда экспериментов, приближаясь к давно преследуемой цели чистой и безграничной энергии. Идея исследований ядерного синтеза состоит в воссоздании процесса, который Солнце использует ...
31.05.21 14:10
0
2
Система приливного течения будет использовать подводного ската для выработки электроэнергии

Система приливного течения будет использовать подводного ската для выработки электроэнергии

Мы уже слышали о системах возобновляемой энергии, которые используют воздушных змеев для выработки электроэнергии с помощью ветра. Система Manta в некотором роде похожа, хотя в ней используется подводный скат, который «летает» в приливных или речных течениях.

Manta была задумана учеными из Калифорнийского международного исследовательского института SRI, которые недавно получили трехлетнюю премию в размере 4,2 миллиона долларов США за разработку технологии в партнерстве с коллегами из Калифорнийского университета в Беркли. Эта награда была присуждена Агентством перспективных исследовательских проектов Министерства энергетики США (ARPA-E) в рамках програ...
02.05.21 21:51
0
2
Rio Tinto развернет солнечный завод Heliogen на базе искусственного интеллекта

Rio Tinto развернет солнечный завод Heliogen на базе искусственного интеллекта

Горнодобывающий гигант Rio Tinto объявил, что собирается установить пилотную версию высокотемпературного солнечного перерабатывающего завода Heliogen на борном руднике в Калифорнии, который будет поставлять чистую энергию, а также тепло для промышленных процессов. Начало строительства ожидается в 2022 году.

Технология Heliogen представляет собой усовершенствованную версию концентрирующего солнечного теплового генератора с искусственным интеллектом. Это огромный массив зеркал, окружающих высокую башню, каждое из которых отслеживает положение Солнца в небе и наклоняется, чтобы идеально отражать солнечный свет на коллектор на вершине башни. При большом количестве зеркал - потенциально тысячах, улавлива...
28.03.21 16:09
0