Борис Валеріанович Ляпунов - Людина дивиться в завтра

відпрацьовані речовини, не пропустивши через нього струм, не зробивши підзарядку. Щоб одержати струм, треба його затратити. Без підзарядження батарея не може довго працювати.

Потрібні дорогі й дефіцитні кольорові метали. Електроліт і електроди доводиться часто міняти. Тому звичайні батареї недовговічні й неекономічні. На підводному човні чи на супутникові з цим доводиться миритись. Навіть у «малій» енергетиці електрохімія посідає скромне місце, про велику ж годі й говорити. Водночас вона відкриває шлях до прямого перетворення хімічної енергії в електричну, навіть пряміший, аніж МГДГ.

У новому паливному елементі все набагато простіше. Тут також опускають електроди в електроліт. Тільки всі речовини «учасники реакції «рідкі чи газоподібні. їх безперервно подають, вилучаючи відходи. Об’єм елемента не має значення, бо запас вихідних речовин практично необмежений, а тому й необмежений термін його послугування.

Електроди тут також інші. Вони не руйнуються, їх тільки використовують для підведення пального та окислювача. Роблять їх пористими, покривають каталізаторами і продувають через них газ або переганяють під тиском рідину.

Тепер назвемо «діючі особи». Гази «це кисень і водень, чи окис вуглецю, або якийсь природний вуглеводень. Можна скористатися продуктами перегонки вугілля, газами, що супроводять нафту, чи тими, які з неї одержують. Згодиться також і рідке вуглеводневе пальне.

Молекули кисню-окислювача іонізуються від’ємно і прямують до другого електрода, яким надходить відновник «водень. Між електродами виникає струм.

Інженери гадають, що з часом паливний елемент допоможе здійснити мрію про електромобіль. Коли навчаться одержувати дешеве електрохімічне пальне і підвищать потужність паливних батарей, легкові автомобілі, автобуси, вантажівки позбудуться бензинового мотора і не будуть забруднювати повітря. Автотранспорт стане безгучним.

Повніше використати паливо, не викидати разом з вихлопними газами тепло «ось що обіцяє в майбутньому електрохімія. А згодом, поволі, починаючи з дрібного, «установок на сотні й тисячі кіловат, «нові джерела струму завоюють міцні позиції й у великій енергетиці. Струм, який вони даватимуть, обійдеться значно дешевше.

Виникає ще й така думка: комбінувати паливний елемент з ядерним реактором. Можливо, частинки, утворені при атомному розщепленні, стануть постачальниками пального для паливного елемента, розкладаючи воду на кисень і водень? Адже ці частинки здатні руйнувати молекули, перегруповувати атоми. Проблема живлення нової енергоустановки була б вирішена. Звичайно, не всюди, є потреба в такій комбінації, а тільки там, де важко дістати інше пальне.

Варто подумати про те, як акумулювати енергію. Електрохімічні акумулятори дорого коштують і недосконалі, та електрохімія створює паливні елементи, вона перетворює хімічну енергію в електричну, а останню можна знову обернути на хімічну. Чи не правитиме нам паливний елемент і за акумулятор?

Акумулювання енергії має особливе значення для сонячних станцій, що працюють тільки вдень. Вчені висунули ідею про спільне використання воднево-кисневого паливного елемента та електролізера, який розкладає воду на кисень і водень. Сонячні батареї подадуть в електроліз струм, а елемент поверне його, коли в цьому буде потреба.

Газова турбіна вже давно панує в авіації, а от з неба на землю вона ще й досі не опустилась. Сотні тисяч турбін у повітрі, кількасот установок «земних» «така невтішна статистика.

А тим часом замінити пару газом, позбутися величезного парового котла «давня мрія інженерів. Газова турбіна обладнана дуже просто. Проте їй потрібні вогнетривкі матеріали, щоб витримували температуру, яка перевищує вісімсот градусів. Поки що доводиться робити штучне охолодження гарячих газів, розводити їх повітрям і витрачати на це значну частку потужності самої турбіни. Звідси «низький коефіцієнт корисної дії газотурбогенератора.

До того ж, ще не навчились використовувати дешевше пальне. Авіаційні турбіни працюють на гасі, а його ж не витрачатимеш для камер згоряння потужних газотурбінних електростанцій. Інша річ, якби вдалося скористатися вугіллям чи природним газом.

От коли металургія дасть наджароміцний сплав для турбін, коли тут, можливо, стануть у пригоді захисні покриття й синтетичні матеріали, коли, нарешті, зможуть спалювати вугільний пил, уникнувши засмічення та руйнації лопатей, «от тоді на теплоенергоцентралях газова турбіна замінить парову.

Поки що хочуть у недалекому майбутньому поєднати газову турбіну з паровою. Котел, але вже не такий громіздкий, гарячі гази, що утворюють пару і водночас працюють у газотурбінній частині всієї установки, «такі характерні риси нової паротурбінної установки.

Вона не потребує наджароміцних сплавів, коефіцієнт корисної дії збільшиться. Та все ж вона буде досить складна і громіздка. Через це придумано ще й такий спосіб поєднання газової турбіни з паровою.

Камера згоряння та паровий котел утворюють єдиний пристрій. Всередині, як звичайно, згоряє пальне, стінки ж правлять за паровий котел — у них прокладено трубки з водою. Пара змішується з гарячими газами і надходить у турбіну. Після виходу з турбіни цією сумішшю в теплообміннику підігрівають ще й воду.

Енергія, яку дасть ця парогазова станція, коштуватиме дешевше, і, очевидно, незабаром такі станції серйозно конкуруватимуть з паротурбінними.

Та для енергетики великих потужностей навіть парогазовий цикл не буде останнім словом. За його допомогою можна поліпшити як паровий, так і газовий турбогенератори. Однак це навряд чи зможе нас задовольнити. Адже нам потрібні надпотужні установки «двох, трьох або й п’яти мільйонів кіловат.

Нещодавно вчені запропонували ще один шлях. Слід відмовитись од повітря, яке працює в газовій турбіні. Ним на дев’яносто процентів розведено продукти згорання. Треба взяти інше робоче тіло, що однаково легко перетворювалося б як на рідину, так і на газ. Можливо, найпридатнішою тут буде вуглекислота: саме вона дає змогу об’єднати в одній установці паровий та газовий цикли. Вуглекислотний турбогенератор обіцяє дати коефіцієнт корисної дії понад п’ятдесят процентів, а потужність «до двох-трьох мільйонів кіловат. Установка буде не така громіздка, як пароводяна, газова чи парогазова.

Скрізь, де виділяється тепло, його можна використати для одержання струму. Дуже часто при різних енергетичних перетвореннях, під час роботи машин виділяється зайве тепло, яке назавжди виносить із собою енергію. Вихлопні гази двигунів, відпрацьована пара, використана, але ще гаряча вода «ось кілька типових прикладів.

Різноманітні теплообмінники та підігрівачі «давній випробуваний шлях, І від нього не відмовляються навіть тоді, коли створюють нові установки. Цю енергію, що колись ішла за вітром, примушують випаровувати воду, підігрівати пару чи газ тощо.

Допомагає