| |
Водород можно получать из потока морской воды
Пропуская соленую воду через специальное устройство, можно получать одновременно
и водород, и небольшое количество электроэнергии. И никакого нарушения закона
сохранения - так утверждает физик Роберто Де Лука (Roberto De Luca) из
университета Салерно (Universita degli Studi di Salerno). Простое устройство с
тонкими каналами для воды, помещенное в водный поток, выдает на выходе
электричество и водород, столь желанный в качестве альтернативного топлива. И
никаких затрат?
Не совсем так. Само устройство не требует отдельного питания, но нужен
постоянный поток воды через него - например, естественное морское течение, поток
в какой-нибудь плотине или просто воду будет подавать отдельный насос. Именно
движение воды послужит источником энергии, которая приведет к генерации
электричества и разложению части протекающей воды.
Поскольку любая установка для электролиза потребляет больше энергии, чем может
дать выработанный на ней водород при сжигании, получение энергии таким способом
кажется нелепым. Но тут особый случай.
Во-первых, перед нами даже и не электролиз в буквальном смысле. Во-вторых, выход
энергии в виде электротока тут мал и рассматривается как побочный продукт.
В-третьих, автор предлагает ставить устройство там, где уже имеется поток
морской воды, а значит, выработка водорода станет дополнением к работе
какой-нибудь другой установки - скажем, опреснительной.
И главное - новый способ получения водорода претендует не на энергетическую
эффективность, а на предельную дешевизну системы. Как же она работает? В
устройстве есть прямоугольный канал, ширина которого во много раз больше высоты.
С коротких сторон (справа и слева) он снабжен электродами, а в вертикальном
направлении трубу пересекают линии поля от постоянного магнита. Морская вода
всегда содержит ионы натрия и хлора. При движении по каналу на них будет
действовать сила Лоренца, которая приведет к смещению ионов в сторону
противоположных по знаку электродов и к возникновению ЭДС, а также
электрического поля.
По расчетам физика, далее на электродах начнут идти различные реакции. Вблизи
одного вода будет получать электроны и разлагаться на компоненты. Вблизи второго
ионы хлора будут окисляться до хлора нейтрального. Как результат, через внешнюю
цепь пойдет ток, а в канале будут формироваться пузырьки водорода. Де Лука
считает, что соленость обычной морской воды достаточна для поддержания
стабильной работы устройства. И, хотя на пути к реализации этой схемы есть еще
препятствия, итальянец полагает, что такой способ получения водорода может
оказаться очень дешевым.
Канадский солнечный автомобиль снова пересек континент
Марсело да Луз (Marcelo da Luz) и его необычное детище - солнцемобиль Xofl -
поставили очередной рекорд дальности пробега исключительно на энергии Солнца и
не намерены останавливаться.
Сначала Xofl «пробежался» до Ньюфаундленда и обратно, затем, начав новое
путешествие из Торонто, обогнул Великие озера с юга, пересек часть США, снова
вернулся в Канаду, достиг населенного пункта Инувик (Inuvik) за Полярным кругом,
пересек Аляску (нанес визит в Анкоридж), что фактически означало пересечение
североамериканского континента с востока на запад, а затем отправился на юг,
достигнув города Виктория.
На этом этапе был поставлен круглый рекорд «солнечной» дистанции. Но Марсело да
Луз не остановился и продолжил путешествие на юг, для чего снова пересек границу
США. И вот теперь он благополучно достиг Лос-Анджелеса, разменяв на одометре
внушительные 20120 километров.
Чем же примечателен Xofl? Конструктивно он схож со многими солнцемобилями,
участвующими в разнообразных солнечных гонках (пересечение Австралии - самая
известная из них). Но канадский аппарат, во-первых, прекрасно работает даже в
пасмурную погоду, во-вторых, при солнце накапливает достаточно энергии, чтобы
приличное время двигаться и ночью, в-третьих, он - первый солнечный автомобиль,
рассчитанный на отрицательные температуры воздуха, в-четвертых, он -
единственный солнцемобиль, который проехал тысячи миль по гравийным дорогам, а
также обледенелым и заснеженным трассам, и, в-пятых, единственный, кто отважился
на столь длительный вояж. Из других рекордных солнечных автомобилей необходимо
вспомнить швейцарское «Солнечное такси», которое недавно обогнуло земной шар. Но
оно иногда заряжалось и от электрической розетки, что делает его не вполне
прямым конкурентом канадскому аппарату. Xofl пересек Америку вдоль и поперек
исключительно на энергии света.
Этот источник закончится еще не скоро, а потому у канадского энтузиаста и его
команды - амбициозные планы.
Солнечные машины направляют транспорт по светлому пути
Катамаран PlanetSolar. Недавно швейцарско-французская команда PlanetSolar
приступила к строительству одноименного катамарана, который должен впервые
обогнуть Землю на энергии солнечного света.
 Суммарная площадь его фотоэлектрических батарей составит 470 м2, причем часть из
этих панелей будет складной. При КПД 22% ячейки смогут выдавать в солнечный день
до 103 кВт мощности.
Этого должно быть более чем достаточно для питания двух маршевых электромоторов,
вращающих гребные винты (мощность каждого - по 10 кВт), бортового оборудования и
зарядки батарей для движения в пасмурную погоду и ночью. Полная длина и ширина
PlanetSolar (с откинутыми боковыми батареями) достигают 35 и 23 м
соответственно. Со сложенными -31 и 15. Высота судна равна шести метрам, а
водоизмещение составляет 60 тонн.
PlanetSolar станет самым крупным судном в мире, движимым исключительно энергией
солнца. И пусть для транспортировки грузов оно непригодно, испытанные в боевых
условиях передовые технологии наверняка послужат стартовой площадкой для
создания чего-нибудь более внушительного. Кругосветный вояж PlanetSolar намечен
на 2010 г. Средняя скорость аппарата должна достигать 15 км/ч, а максимальная -
25, так что путешествие в 40 тыс. км из Марселя в Марсель займет примерно 120
дней.
Самолеты компании Solar Flight. В 2003 и 2007 гг. рассказывалось о швейцарском
проекте пилотируемого солнечного самолета Solar Impulse, который назывался
первым. Но мы ошибались. Первым был Solar Riser, созданный инженером Ларри Мауро
(Larry Mauro) в 1979 г. Позднее мир увидел череду экспериментальных пилотируемых
крылатых машин, движимых светом. Но речь о единственном солнечном самолете,
который находится в эксплуатации в настоящее время.
Сегодня в германском Фридрихсхафене (Friedrichshafen) открылась выставка
e-flight expo - первое и единственное шоу электрических летательных аппаратов
(Electric aircraft). Такие машины, винты которых вращаются от электромоторов,
питаемых от топливных элементов, аккумуляторов, конденсаторов, солнечных батарей
или направленного излучения, насчитывают приличную историю.
На выставку в Германию швейцарская компания Solar Flight привезла уникальный
аппарат Sunseeker II - единственный на данный момент действующий пилотируемый
солнечный самолет в мире.
Эрик Раймонд (Eric Raymond), основатель и президент Solar Flight, начал работу
над таким аппаратом еще в 1986 г., так появился Sunseeker I, или просто
Sunseeker. Его крылья украшали солнечные батареи, но легкая машина была способна
и на полет от встроенных аккумуляторов, благо электромотор для привода винта
развивал всего 2,5 л.с. В 1990 г. сам изобретатель пересек на Sunseeker
Соединенные Штаты, потратив на это 21 перелет и 121 час в воздухе.
А в 2002 г. Эрик и его фирма сконструировали для Sunseeker новые крылья -
большей площади и с более филигранной (плавной) интеграцией гибких тонких
солнечных ячеек в их поверхность. Было положено начало эволюции новой машины,
которая после усовершенствований стала самолетом Sunseeker И.
Этот аппарат обладает самым большим налетом в мире среди пилотируемых машин,
питаемых солнцем. Послужной список швейцарской «птички» еще не закончен: после
шоу e-flight Sunseeker И отправится в тур по Европе. Он должен пролететь над
Италией, Францией, Испанией, Германией, Швейцарией, Австрией, Венгрией и
Словенией. Это будет самый длинный вояж со времени пересечения Sunseeker
Америки.
Стальные устрицы доставят на берег силу волн
Самый масштабный проект в области морской энергетики обещает обеспечить
электричеством миллион домов. Над этой задачей будут «трудиться» примечательные
установки, которые ныне воспринимаются большинством не иначе как технический
курьез. Первенцы технологии покажут свои способности уже в нынешнем году.
Компания Aquamarine Power (в Эдинбурге) при содействии специалистов из
Королевского университета в Белфасте (Queen's University Belfast) разрабатывает
несколько вариантов альтернативных электростанций, использующих энергию моря.
В феврале этого года Aquamarine Power заключила соглашение о партнерстве с
ирландской Airtricity (подразделением компании Scottish and Southern Energy).
По данному соглашению партнеры к 2020 году должны построить в Великобритании и
Ирландии россыпь приливных и волновых электростанций общей мощностью в один
гигаватт!
Предполагается, что в рамках данного проекта масштабное применение найдут две
разработки эдинбургской компании.
Первая, под названием Oyster («Устрица»), представляет собой оригинальную
волновую электростанцию, которую предложено ставить на дно близ берегов (там,
где она не будет мешать судам), на глубине 12 метров.
Огромные поплавки, закрепленные на дне на мощных рычагах, должны раскачиваться
под действие пробегающих над ними волн. Это очень напоминает элегантные
«железные водоросли», но есть существенные отличия.
В этом проекте электрический генератор располагался у основания рычага - под
водой. Но специалисты из Эдинбурга решили, что всю электрику следует оставить на
берегу - так она дольше проработает и ремонтировать ее будет проще. А на дне
останется только суперпоплавок и приводимый им в движение двухсторонний
поршневой насос, который погонит морскую воду на берег, где она будет крутить
ротор гидроэлектрогенератора.
Один экземпляр такой машины будет вырабатывать от 300 до 600 киловатт в
зависимости от места установки и ряда других факторов.
Вторая разработка Aquamarine Power- это приливная турбина Neptune, расчетный КПД
которой составляет 45% (иллюстрация Aquamarine Power).
Здесь тоже стоят две турбины на одной опоре, но масштаб новой установки больше.
И мощность выше вдвое. Каждый из двух генераторов Neptune дает до 1,2 мегаватта,
а вместе - 2,4.
«Вертушки» этой станции двунаправленные. То есть они будут крутиться и при
приливе, и при отливе. И, что важно, чем больше по размеру отдельная турбина -
тем дешевле вырабатываемая ею энергия. Проекты «Нептун» и «Устрица» должны быть
реализованы к 2020 году.
К тому же 2020 году, по некоторым оценкам, в Британии в целом общая доля морской
энергии может достичь 10% или около того (и это не считая ветровых ферм), а
Шотландия намерена в том же году и вовсе половину своего энергопотребления
обеспечивать за счет ветра, приливов и волн! |
|
