Сети МСоЭС

  Члены МСоЭС
  Как стать
  членом МСоЭС

Дела МСоЭС

  Программы МСоЭС
  Проекты и кампании
   членов МСоЭС

СоЭС-издат

  Новости МСоЭС
  "Экосводка"
  Газета "Берегиня"
  Журнал Вести СоЭС
  Библиотека
  Периодика МСоЭС

Пар вместо выхлопа: фантастика или реальность?

- А вообще-то Вы, Александр Леонидович, насколько я понимаю, водородным топливом занимаетесь очень давно...

- Практически с 16 лет. Я учился в таком довольно закрытом институте в Ленинграде, где готовили специалистов в области военного космического транспорта. И с первого курса у нас начался предмет «Спецтопливо». Я выбрал топливную пару «кислород-водород». Самая интересная топливная пара - потому что экологически чистая.

- Вас это уже в 16 лет волновало?

- Очень волновало. Я родился в Ташкенте, и уже тогда там было много транспорта. Жарко, душно, на улицах работало много техники, и в результате - выхлопных газов в Ташкенте было как раньше в Японии, где уличные полицейские работали в респираторах. Бабушка мне говорила: «Саша, если машина проезжает, ты не дыши!» Мы с ней уходили в парки, на фонтаны, туда, где можно было дышать, а город был загазован.

Впоследствии тоже по работе был связан с водородным топливом...

- И вот теперь имеете возможность продвигать его в своем журнале. Когда он был создан?

- Мы начали издавать журнал в 2000 г., когда провели в Сарове первый симпозиум по водородной энергетике. Впервые в закрытый город приехали представители 12 стран мира... Сейчас журнал выходит ежемесячно, распространяется по всему миру. Редколлегия включает ученых из 25 стран мира, это более 100 человек, и все очень активно работают. В составе редколлегии президент Международной Ассоциации водородной энергетики физхимик Т.Н.Везироглу, живущий в Майами, где и находится штаб-квартира Ассоциации. Это очень энергичный, несмотря на свои 83 года, человек с необычной судьбой. Во время войны, в 41 году он с друзьями бежал из Турции на корабле через Африку. Они приплыли в Англию, там он закончил Оксфордский университет, работал. А в эпоху энергетического кризиса 74 г. Везироглу провел первую конференцию по водородной энергетике, организовал свой журнал «International Journal for hydrogen energy» и стал президентом этой Ассоциации. В этом году он при ООН создал департамент по водородной энергетике. Он приезжал к нам на первый симпозиум, благословил журнал.

- Будучи полным профаном, я знаю, что существуют разные точки зрения на водородную энергетику. В том числе такая точка зрения: на получение водорода, который затем должен сжигаться, расходуется больше энергии, чем получается при сжигании водорода. Есть и другое мнение: водород - это будущее энергетики. Оценить, кто прав, конечно, люди простые типа меня не могут... Просветите, пожалуйста!

- Количество требуемой энергии зависит от различного пути получения водорода. Их, путей, несколько. И не менее, даже более важно научиться правильно хранить водород. Ведь в обычном состоянии, при комнатной температуре и нормальном давлении водород - это газ, крайне разреженное вещество, как же им заправить топливный бак, как его перевозить? Оказывается, существует тоже несколько вариантов эффективного хранения водорода.

- Ведь требуется очень сильное охлаждение?

- Это только один из вариантов. Надо выбирать, что наиболее перспективно. Конечно, наиболее емкий способ - это криогенное охлаждение водорода до жидкости при 20.2 градусах Кельвина. Жидкость в 800 раз более компактна, чем газ, при нормальном давлении. Если сравнить с газообразным водородом, то бак должен иметь давление в 1600 атмосфер, чтобы хранящийся в нем водород был примерно равен по объему жидкому водороду. Конечно, большие энергетические затраты идут на охлаждение.

- Значит, именно на это большая часть энергии тратится - не на получение, а на хранение?

- Да. Что касается получения, все будет зависеть от того, каким способом мы получаем водород.

Можно получать водород, например, как попутный газ. Он выделяется вместе с другими газами из отдельных скважин при добыче различных газов.

- То есть совсем не обязательно разлагать воду?

- Конечно, необязательно. Кстати, электролиз - самый дорогой способ получения водорода. Есть различные способы получения водорода при сопутствующих процессах. Допустим, если построить АЭС (спокойно, народ, это мнение А.Л.Гусева, а не редакции - И.Ф.) с высокотемпературным гелиевым реактором, мы сможем воду нагревать до 1000 градусов. И в плазменном электролизе, который разрабатывался Курчатовским институтом, мы сможем получать водород более дешевым методом.

На самом деле достаточно нагреть водяной пар до температуры 3000 градусов, и молекула разваливается на кислород и водород. Это можно сделать и при помощи солнечной энергетики - сфокусировать лучи таким образом, чтобы добиться высокой температуры.

Кроме всего прочего, водород можно получать из того же самого бензина. Заправляем автомобиль бензином... дальше у нас стоит конвертор и еще дальше - топливный элемент. Топливный элемент - это преобразователь энергии горючего - водорода и кислорода - на мембране с получением электроэнергии. Его КПД, достигнутый сейчас, в 1.5 раза выше, чем КПД автомобильного двигателя. То есть мы получаем водород и тут же его расходуем в топливных элементах. Мало того, здесь нет сжигания и выхлоп - это чистая вода.

- А куда деваются остальные атомы в молекуле бензина?

- Углерод, окислы углерода поступают на специальные фильтры, картриджи, на которых это все дело остается. Уже сейчас работают такие картриджи, которые можно использовать 20 лет.

Еще можно получать водород из метанола -древесного спирта. А сам метанол можно получать из торфа. То есть прямо на борту заправляем автомобиль метанолом, дальше стоит преобразующее устройство - конвертор и дальше топливный элемент. Можно получать водород из аммиака прямо на борту. Можно получать водород в химических реакциях: мы со школы знаем, что можно использовать кислоту, цинк и получать водород.

- В общем, различные пути, а какой все-таки наиболее оправданный?

- Более экономически оправданный - это тот способ, который в привязке к местной обстановке будет наиболее дешевым. Допустим, известно, что в Бразилии растет кокосовый орех и при его переработке остается очень много шелухи, скорлупы. Скорлупа перерабатывается в метанол, метиловый спирт, и на нем в Бразилии ездят автомобили. Пока на метаноле, а дальше можно будет с помощью топливных элементов использовать водород, полученный из метанола. Когда я был студентом, нас учили, что КПД топливного элемента стремится к 100 процентам, потому что процесс идет на молекулярном уровне. То есть если удастся осуществить рекуперацию тепла, то потери будут практически стремиться к нулю.

- А как обстоят дела с эффективным хранением?

- Современные методы хранения - это хранение в жидком виде, в жидком виде под давлением, то есть температура кипения снижается при 10 атмосферах до 30 градусов Кельвина. Уже испаряемость меньше, требования к теплоизоляции меньше. Если давление еще больше - еще выше температура кипения, более эффективно можно хранить водород под давлением.

Что касается самих газовых баллонов, есть ограничения по материалам. У нас сейчас баллоны 300-400 атмосфер. В США разработан баллон до 1000 атмосфер, у меня даже есть фильм - автомобиль поднимают подъемным краном, бросают с уровня 9 этажа, сам автомобиль рассыпается на части, а водородный бак прыгает - настолько бак прочный. Сейчас рассматривается целый ряд проектов по созданию бака. И мы предлагаем свои разработки, и Германия. Активно работает в этом направлении фирма «Даймлер-Крайслер». Она уже создала порядка 100 действующих моделей водородного транспорта: автомобили, автобусы и так далее.

А следующий вид хранения вообще словно пришел из научной фантастики: это хранение в так называемых углеродных наноструктурах. Фактически внутри... таких как бы песчинок.

(В следующих номерах мы продолжим публиковать рассказ А.Л.Гусева о прямо-таки фантастических возможностях современных технологий по использованию водорода. Топлива, рождающего при своем сжигании воду. Продолжение следует).

Специальные проекты

ЭкоПраво

Экорепортёр -
   Зелёные новости

Система
   добровольной
   сертификации

Ярмарка
   экотехнологий

За биобезопасность

Общественные
   ресурсы
   образования

Информационные партнёры: