Знание-сила, 2003 № 05 (911)

Знание-сила, 2003 № 05 (911)

Авторы:

Жанры: Научпоп, Газеты и журналы

Циклы: не входит в цикл

Формат: Полный

Всего в книге 60 страниц. Год издания книги - 2003.

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал

Читать онлайн Знание-сила, 2003 № 05 (911)



Знание-сила, 2003 № 05 (911)

Издается с 1926 года

«ЗНАНИЕ — СИЛА» ЖУРНАЛ, КОТОРЫЙ УМНЫЕ ЛЮДИ ЧИТАЮТ УЖЕ 77 ЛЕТ!

Заметки обозревателя

Александр Волков

Позади зима. Впереди век водорода?

Уильям Роберт Грев, изобретатель топливного элемента


Зима кончилась даже в Сибири. Она еще долго не наступит.

О ней не будут вспоминать три летних месяца, три осенних месяца... Сколько же нужно времени, чтобы совсем не подготовиться к зиме?

Когда она опять внезапно нагрянет, нам останется лишь ждать милостей от природы. Не надеяться же на ведомство энергетиков!

Как хорошо было нашим предкам: печь, камин, костер...

Каждый мог сам обогреть жилище. Теперь мы угодили в паутину теплотрасс и по полгода мучаемся в зябких квартирах от летнего головотяпства властей. Что остается делать? Хоть оборудуй каждую многоэтажку маленькой электростанцией, чтобы ни от кого не зависеть! А ведь так оно и будет в XXI веке — иначе не жить нам в тепле и при электрическом свете. Ради подобных станций — домашних котельных, — без которых прошлой зимой мерзли многие тысячи россиян, вспомнили одну старую идею: открытие, о котором забыли.

Более полутора веков назад, в 1839 году, английский изобретатель Уильям Роберт Гров придумал «гальваническую газовую батарею», или, как назвали ее позже, «топливный элемент» (ТЭ). Эта батарея вырабатывала электрический ток за счет соединения водорода с кислородом.

Открытие было сразу замечено. В ближайшие месяцы о нем сообщили научные журналы Швейцарии, Франции, Германии и Италии — сообщили и забыли. Для электрификации Европы эта курьезная батарея не понадобилась. Напрасно немецкий физик Вильгельм Оствальд в конце XIX века убеждал «в преимуществах топливного элемента над электрогенератором», добавляя, что последний «пора бы сдать в музей». Его похвалы не услышали.

Прошло еще полвека. Лишь с развитием космонавтики, когда понадобился легкий и эффективный источник тока, выбор пал на ТЭ. В 1965 году бортовая аппаратура американского корабля «Джемини» работала от ТЭ мощностью 1 киловатт. Позднее аналогичный источник питания использовали на кораблях «Аполлон», участвовавших в «лунной программе» США, а также на космических челноках.

И вот на рубеже XXI века изобретение Грова — экологический чистый и эффективный источник энергии — обретает новую жизнь. Давний курьез находит широкое применение. Появились экспериментальные модели автомобилей, телефонов, ноутбуков и даже подводных лодок, оснащенных ТЭ. С его помощью можно отапливать и освещать коттеджи и многоэтажные дома. С ним не страшны даже сибирские холода.

Что же такое топливный элемент? Это — батарея, которая преобразует химическую энергию топлива сразу и в тепловую, и в электрическую, например греет трубы и тут же освещает дом.

Состоит батарея из двух емкостей с водородом и кислородом, разделенных электролитом. Эта «перегородка» мешает образованию гремучей смеси. Реакция протекает под контролем; ее называют «холодным сжиганием водорода». Его молекулы благодаря катализатору теряют свои электроны. Зато, лишившись их, ионы водорода проникают сквозь электролит и соединяются с кислородом. В емкости с кислородом электроны оказываются в дефиците, а с водородом — в избытке. Появляются положительный и отрицательный полюса. Возникает электрический ток. Основным побочным продуктом этого технологического процесса является вода. Что же касается безопасности ТЭ, то, по оценкам экспертов, привычное для нас бытовое топливо — пропан и бутан — взрывоопаснее водорода.

Со временем водород и кислород могут стать неисчерпаемым источником тепла и света. На смену «углеродному веку» — эпохе нефти, бензина и угля — грядет «водородный век». Но тут начинаются проблемы.

Водород — самый распространенный элемент во Вселенной. Однако в природе он встречается в основном лишь в виде различных соединений, и главное из них — вода. Получать водород можно путем электролиза воды — ее разложения на водород и кислород, — но этот процесс очень энергоемкий. Поэтому в выигрыше окажутся страны, обладающие запасами возобновляемой энергии. Так, экспортерами водорода могут стать страны Азии и Африки, если использовать для его электролиза солнечную энергию. На специальных танкерах водород будут доставлять в Европу для заправки автомобилей и домашних котельных.

В Исландии планируют приступить к промышленному электролизу воды, используя геотермальную энергию, которой страна изобилует. Власти Исландии надеются, что со временем все ее жители будут пользоваться лишь автомобилями, работающими на водороде. Излишки его станут важной статьей экспорта. Чем не пример для Камчатки с ее Долиной гейзеров?

Пока же водород можно получать за счет переработки (риформинга) природного газа, ведь этот газ содержит метан (СН>4). При его реакции с горячими водяными парами образуется смесь, насыщенная водородом. Этот технологический цикл намного дешевле электролиза. Поначалу домашние электростанции будут работать именно на метане.

Такая электростанция невелика она чуть больше холодильника. Ее подключают прямо к газовой колонке. Сейчас в ряде стран ведутся эксперименты по отапливанию домов подобными агрегатами. Так, в нидерландском Арнхейме вот уже шестой год действует домашняя электростанция мощностью 100 киловатт. В немецком Эссене похожая станция проработала более 20 тысяч часов, обогревая один из местных павильонов. Это — рекордный показатель! Свои опытные образцы «водородных котельных» есть в Торонто, Милане, Марбахе, Нюрнберге.


С этой книгой читают
Популярно о микробиологии

В занимательной и доступной форме автор вводит читателя в удивительный мир микробиологии. Вы узнаете об истории открытия микроорганизмов и их жизнедеятельности. О том, что известно современной науке о морфологии, методах обнаружения, культивирования и хранения микробов, об их роли в поддержании жизни на нашей планете. О перспективах разработок новых технологий, применение которых может сыграть важную роль в решении многих глобальных проблем, стоящих перед человечеством.Книга предназначена широкому кругу читателей, всем, кто интересуется вопросами современной микробиологии и биотехнологии.


Знание-сила, 2000 № 07 (877)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Жители планет

«Что такое на тех отдаленных светилах? Имеются ли достаточные основания предполагать, что и другие миры населены подобно нашему, и если жизнь есть на тех небесных землях, как на нашей подлунной, то похожа ли она на нашу жизнь? Одним словом, обитаемы ли другие миры, и, если обитаемы, жители их похожи ли на нас?».


Открытия и гипотезы, 2005 №11

Научно-популярный журнал «Открытия и гипотезы» представляет свежий взгляд на самые главные загадки вселенной и человечества, его проблемы и открытия. Никогда еще наука не была такой интересной. Представлены теоретические и практические материалы.


Легенда о Вавилоне

Петр Ильинский, уроженец С.-Петербурга, выпускник МГУ, много лет работал в Гарвардском университете, в настоящее время живет в Бостоне. Автор многочисленных научных статей, патентов, трех книг и нескольких десятков эссе на культурные, политические и исторические темы в печатной и интернет-прессе США, Европы и России. «Легенда о Вавилоне» — книга не только о более чем двухтысячелетней истории Вавилона и породившей его месопотамской цивилизации, но главным образом об отражении этой истории в библейских текстах и культурных образах, присущих как прошлому, так и настоящему.


Ньютон. Закон всемирного тяготения. Самая притягательная сила природы

Исаак Ньютон возглавил научную революцию, которая в XVII веке охватила западный мир. Ее высшей точкой стала публикация в 1687 году «Математических начал натуральной философии». В этом труде Ньютон показал нам мир, управляемый тремя законами, которые отвечают за движение, и повсеместно действующей силой притяжения. Чтобы составить полное представление об этом уникальном ученом, к перечисленным фундаментальным открытиям необходимо добавить изобретение дифференциального и интегрального исчислений, а также формулировку основных законов оптики.


Арабская авантюра

Роман Талбота Мэнди переносит нас в Дамаск, в начало XX века, где волею судьбы воедино сплелись интересы французской и английской разведок, пытающихся противостоять исконным правителям Востока.


Смерть на брудершафт (фильма 5-6)

«Смерть на брудершафт» — название цикла из 10 повестей в экспериментальном жанре «роман-кино», призванном совместить литературный текст с визуальностью кинематографа.Повесть «Странный человек» (пятая «фильма») описывает хитроумную операцию, которую германская разведка проводит в высших кругах петербургского общества.А в «фильме» шестой русский контрразведчик Алексей Романов получает задание, от которого зависит исход гигантского сражения…


Возможность выбора

Романы «Возможность выбора», «Возможность отречения», «Час равноденствия» посвящены проблемам современной женщины. Создание семьи, воспитание детей, преданность, ревность, любовь, предательство показаны в аспектах и ситуациях, во многом порожденных нравственным и морально-этическим состоянием современного общества.


Аракчеев: Свидетельства современников

В книге представлены собранные из разных источников и подробно прокомментированные воспоминания о жизни и деятельности всесильного временщика Александра I графа А. А. Аракчеева. В качестве приложения помещены панегирические стихотворения, эпиграммы и народные песни, посвященные Аракчееву.


Другие книги автора
Знание-сила, 2000 № 08 (878)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2000 № 02 (872)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.


Знание-сила, 2001 № 03 (885)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал.


Знание-сила, 1999 № 02-03 (860,861)

Ежемесячный научно-популярный и научно-художественный журнал для молодежи.