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
Китай испытал корабль на Марс

Китай испытал корабль на Марс

Китай продемонстрировал свой космический корабль, который отправится на Марс.

На площадке, имитирующей условия на Красной планете, где сила притяжения составляет около трети земного, была проведена демонстрация возможностей зависания, предотвращения препятствий и замедления аппарата. Удаленный полигон, где проходило испытание, находится в часе езды к северу от Великой китайской стены. В следующем году Китай планирует запустить посадочный аппарат и марсоход на Марс, чт...
14.11.19 23:40
0
1
SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

SAMOLED - компания Samsung запатентовала новый тип дисплея

Скоро мы увидим новые дисплеи в новых телефонах Galaxy.

Производитель подал заявку на сохранение исключительного права на использование названия будущих экранов - SAMOLED.Все мы ожидаем появления новых флагманов Samsung, а последние утечки говорят о том, что у них теперь будут совершенно новые дисплеи. Производитель зарезервировал в Корейском ведомстве торговое наименование SAMOLED - его не следует сравнивать и путать с Super AMOLED. В предыдущем флагм...
14.11.19 21:43
0
3
Графен – как основа новых материалов для генерации электроэнергии

Графен – как основа новых материалов для генерации электроэнергии

В 2010 шведская Академия присудила Нобелевскую премию по физике Андрею Гейму и Константину Новоселову за открытие двумерной формы углерода – графена.

Несмотря на достаточно короткий период исследований его свойств, графен уже сыграл свою важную роль в судьбоносных для человечества технических революционных открытиях.  Благодаря своему строению графен (углеродная пленка толщиной в один атом, кристаллическая решетка которой имеет форму сетки из шестиугольников) стал самым тонким, электро- и теплопроводящим материалом в мире, который к тому ж...
13.11.19 21:27
0
2
Астрономы проводят подробное исследование звездного гало

Астрономы проводят подробное исследование звездного гало

Международная группа астрономов использовала телескоп Subaru для исследования звездного гало близлежащей галактики Мессье 81 (M81).

Звездные гало - это сферические популяции звезд и шаровых скоплений, окружающих большинство дисковых галактик, обычно содержащие самые старые и самые бедные на металлы звезды. Следовательно, они могут иметь решающее значение для лучшего понимания формирования и эволюции галактик. Но из-за низкой светимости звездные гало, как правило, трудно наблюдать. Расположенная на расстоянии около 12 миллионо...
13.11.19 18:21
0
3
Графен – как основа новых материалов для генерации электроэнергии

Графен – как основа новых материалов для генерации электроэнергии

В 2010 шведская Академия присудила Нобелевскую премию по физике Андрею Гейму и Константину Новоселову за открытие двумерной формы углерода – графена.

Несмотря на достаточно короткий период исследований его свойств, графен уже сыграл свою важную роль в судьбоносных для человечества технических революционных открытиях.  Благодаря своему строению графен (углеродная пленка толщиной в один атом, кристаллическая решетка которой имеет форму сетки из шестиугольников) стал самым тонким, электро- и теплопроводящим материалом в мире, который к тому ж...
13.11.19 21:27
0
8
Нейтринная электрогенерация будущего - энергетическое поле над головой

Нейтринная электрогенерация будущего - энергетическое поле над головой

Воздействие жизнедеятельности человека на климат – это многокомпонентная и очень комплексная тематика, включающая в себя, как утилизацию отходов жизнедеятельности человека, так и отказ от сжигания ископаемого топлива для генерации электроэнергии и от использования его для двигателей внутреннего сгорания.

В связи с глобальными изменениями климата в последние десятилетия, обусловленных в том числе безответственным и недальновидным образом жизнедеятельности человека, остро встает вопрос о разработке новых технологий и создания новых материалов, обеспечивающих не только комфортную жизнь человека, но и способных кардинально уменьшить негативное воздействие жизнедеятельности человека на собственную сред...
28.08.19 18:26
3
6
Соленая вода, текущая по ржавчине, генерирует электричество

Соленая вода, текущая по ржавчине, генерирует электричество

Нет ничего странного или неожиданного в появлении ржавчины из-за соленой воды, но теперь это можно использовать.

Исследователи из Калифорнийского технологического института и Северо-Западного университета обнаружили, что электричество можно производить, когда соленая вода течет поверх тонких слоев ржавчины. Ранее процесс был замечен с графеном, но ржавчину гораздо легче масштабировать. Соленая вода является распространенным компонентом в батареях, обычно в виде электролита. Она используется в простых лампах...
30.07.19 18:12
0
4
Японцы создали новые солнечные паруса

Японцы создали новые солнечные паруса

Солнечные батареи стали привычным явлением, их можно увидеть как в больших, так и в маленьких городах.

Более того, многие страны мира строят целые электростанции, собирая солнечные панели вместе. Как оказалось, выработанная таким образом, энергия не только экологична, но и стоит в несколько раз дешевле традиционных методов добычи электричества.Исследования показывают, что солнечное электричество примерно на 10% дешевле энергии, полученной АЭС. Особенно в вопросе использования солнечных батарей, про...
22.04.19 08:57
1