Горизонты науки и техники - Бестужев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
Чрезвычайно выгодны топливные элементы для замены обычных дизель-электрогенераторов мощностью до 10 кет. Бесшумная работа и повышение к. п. д. с 10 до 60% делают весьма привлекательным использование топливных элементов в качестве силовых установок на яхтах, катерах, отдаленных фермах и в автофургонах. К 1984 году проблема шума, создаваемого навесными моторами небольших лодок, может быть успешно решена внедрением электродвигателей. Уже сейчас запланировано создание подводных лодок, оснащенных топливными элементами.
К 1984 году в корне изменится система питания бытовых электроприборов. В жилых домах и на небольших предприятиях будут установлены источники электроэнергии, работающие от нагнетаемых газообразных углеводородов. Системы распределения газа намного дешевле систем распределения электроэнергии. В Великобритании новый процесс газификации нефти позволяет получить газ, пригодный для использования в топливных элементах, а возрастающее снабя^ение природным газом еще более будет способствовать применению топливных элементов для бытовых нужд в 1984 году. Кроме того, рабочим диапазоном для углеводородных топлив станет диапазон температур от 200 до 400° С, и поэтому каждый электрогенератор сможет удобно сочетаться с системой центрального отопления, что повысит эффективность использования тепла.
Создание работающих на природном газе топливных элементов положит конец бессмысленному сжиганию на нефтепромыслах сопутствующих нефти природных газов. Газ будет использоваться во все возрастающих количествах для выработки электроэнергии, для прнведе-
10*
Ы7
ния в действие различных насосов в системах местного электроснабжения. Будут использованы также термоэлектронные и термоэлектрические генераторы, которые, невзирая на их тепловую природу и невозможность получения к. п. д. выше 15—20%, удобны в эксплуатации из-за отсутствия движущихся частей. В 1984 году в развивающихся странах, особенно в странах с засушливым климатом, будут успешно работать местные системы электропитания, электроприводы на топливных элементах, а также ирригационные системы с термоэлектронными и термоэлектрическими генераторами, преобразующими лучистую энергию Солнца.
Термоэлектронные и термоэлектрические преобразователи, помимо их применения в развивающихся странах и безусловного применения на межпланетных кораблях, почти определенно будут использоваться при утилизации отходов тепла на больших индустриальных заводах. Например, средний сталелитейный завод за счет использования тепловых потерь от раскаленного металла сможет полностью обеспечить электроэнергией свое внутризаводское освещение, вентиляцию и работу электронасосов.
В предстоящем двадцатилетии наверняка изменятся методы хранения электричества. Работающие на газообразном топливе миниатюрные, размером с обычную зажигалку, топливные элементы будут служить низковольтными источниками постоянного тока для освещения, переносных приемников и различных портативных устройств. В больших масштабах можно запасать энергию в химической форме (например, в виде кислорода или водорода). В периоды максимальных нагрузок или в аварийных случаях химическая энергия может быть легко преобразована в электрическую — громоздкие резервные электростанции станут ненужными. Современный способ накопления энергии путем перекачивания воды применим только в некоторых (чаще всего удаленных) местах земного шара.
Существует множество специальных применений новых методов выработки электроэнергии. Одним из наиболее интересных является использование биохимических топливных элементов, которые превращают получаемое от биохимических систем топливо в электроэнергию. Помещенный в организме небольшой биохи-
148
мический топливный элемент мог бы вырабатывать достаточное количество энергии, чтобы стимулировать работу сердца.
Перечисленные выше методы выработки электроэнергии на самом деле не новы. Гроув создал топливный элемент в 1842 году, а Фарадей осуществил магни-тогидродинамический эксперимент еще до 1840 года. Причем тогда речь шла скорее о вероятности, чем о возможности практического использования этих явлений. Создание новых материалов и желание наилучшим образом использовать истощаемые источники энергии стимулируют поиски ученых в этом направлении. Объединенное воздействие экономической необходимости и технологической изобретательности, несомненно, приведет в наступающем двадцатилетии к созданию более удобных и экономичных электрогенераторов и осуществлению по крайней мере некоторых из предсказанных здесь нововведений.
в. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ
УИЛЬЯМ Л. СВАГЕР, заместитель заведующего отделом исследований проблем экономики и систем информации Мемориального института Ваттеля в г. Колумбус (шт. Огайо), США
МАТЕРИАЛЫ
Каждый ученый и инженер, работающий в области изучения материалов, постоянно сталкивается с необходимостью использования прогнозов. Конструкторы обычно опираются на прогнозы свойств и цен различных материалов, в то время как металлурги-исследователи, химики по полимерам и другие специалисты, занятые разработками новых видов материалов, в свою очередь учитывают будущие требования конструкторов. Такие прогнозы необходимы для принятия решений в повседневной исследовательской и конструкторской работе. Правда, некоторые из них всего лишь комплекс недостаточно обоснованных предположений, но тем ие менее это прогнозы.
