Снос зданий:
ecosnos.ru

Водород плюс электричество


О том, что удалось создать эффективный процесс получения водорода из морской воды, заявлялось неоднократно. Однако все до сих пор предложенные варианты требуют больше энергии, чем несет получаемый в результате водород. А значит, практическая польза от таких решений для новой энергетики – нулевая. Исключением может стать недавно предложенная интересная технология. Она позволяет получать из потока соленой воды и электричество, и водород.



Идея, которая пришла в голову итальянскому физику Роберто Де Люка (Roberto De Luca), состоит в том, что течение соленой воды может создавать электродвижущую силу (ЭДС), которая, в свою очередь, и будет трансформироваться в электроэнергию. Пока что ученый обосновал и описал это решение лишь теоретически.

Для этого он создал модель, в которой соленая вода (как и морская, содержащая определенные количества ионов натрия и хлора – то есть, растворенную соль) проходила через плоскую и широкую трубку, почти прямоугольную в сечении. На двух сторонах ее укреплены два электрода, а снаружи приложено перпендикулярно направленное магнитное поле. В этих условиях начинает проявлять себя сила Лоренца – она действует на ионы в текущем по трубке растворе, как и на любые другие движущиеся в магнитном поле заряженные частицы. Сила Лоренца и создает между электродами ЭДС – то есть, силу, служащую в электрической цепи источником энергии и поддерживающую в ней ток.

При этом, как показал Де Люка, на электродах начинают проходить различные химические процессы. На одном вода расщепляется на составные элементы, и вырабатываются газообразные кислород и водород. На втором же электроде идет окисления ионов хлора с образованием молекулярного газообразного хлора. В итоге простейшее устройство вырабатывает сразу два так важных нам энергетических носителя – водород и ток – используя в качестве источника только течение соленой воды и магнитное поле (которое не должно быть сильным).

Правда, вырабатывает в очень небольших количествах. Дело в том, что сам принцип требует того, чтобы трубка, сквозь которую течет вода, имела очень малую высоту в сравнении со своей шириной.

По оценкам ученого, который рассчитал минимально необходимую концентрацию ионов соли, чтобы поддерживать стабильную разницу потенциалов между электродами, требуется для этого весьма слабый раствор, морская вода содержит соли намного выше (в среднем, она представляет собой 3,5-процентный раствор).

Однако, по мнению Роберто Де Люки, невеликие масштабы можно компенсировать количеством: было бы только место, где есть много текущей соленой воды. Вот почему автор решил, что идеальным местом реализации его проекта могут стать станции опреснения, через которые прогоняются большие количества воды. Именно они послужат идеальным местом для проверки эффективности генераторов – и станут источником не только чистой воды, но и чистой, водородной энергии.

Опреснитель морской воды

Нехватка пресной воды является одной из глобальных проблем, с которой человечеству предстоит столкнуться уже в ближайшем будущем. Наиболее перспективным решением представляется опреснение морской воды, однако соответствующие установки требуют много энергии — вырабатываемая ими питьевая вода оказывается просто не по карману тем странам, где проблема стоит наиболее остро. Именно поэтому поплавковый опреснитель, созданный Стефаном Солтером (Stephen Salter) из Эдинбургского университета, представляется весьма и весьма перспективной разработкой.

В 1970-х гг. Стефан Солтер создал поплавковый генератор, способный вырабатывать электричество из энергии морских волн. Устройство окрестили «Эдинбургской уткой» — покачиваясь на волнах, оно действительно напоминало водоплавающую птицу с темным оперением и оранжевым клювом. Сейчас же Стефан с коллегами работает над доработанной «уткой» – поплавковым опреснителем, который может производить питьевую воду без дополнительных энергозатрат и, по сути, в неограниченных количествах.

Чтобы получить пресную воду из морской, необходимо ее сначала испарить, а затем конденсировать. Заставить воду интенсивно испаряться можно двумя способами: нагреть ее, или же понизить давление в резервуаре, где она находится. «Опресняющая утка» Стивена Солтера использует именно второй принцип: покачиваясь на волнах, она действует как насос, понижающий давление в резервуаре с морской водой и перекачивающий опресненную воду на берег. В роли насосного поршня выступает балластная вода, которая занимает нижнюю часть плавающего цилиндра. Для работы установки не нужно ни электричество, ни топливо – только волны. Устройство является чисто механическим и не содержит сложных, часто ломающихся деталей, поэтому оно должно быть очень дешево в производстве и обслуживании.

Сейчас опреснительные поплавки существуют в виде небольших лабораторных прототипов, вырабатывающих совершенно ничтожное количество жидкости, однако конечной целью проекта является создание серьезных промышленных установок. Как считают ученые, они должны будут заинтересовать правительства стран, испытывающих нехватку пресной воды и имеющих доступ к морю – например, Австралию и Израиль. Согласно расчетам, устройство диаметром в 10 и высотой в 20 метров будет способно обеспечить пресной водой до 20 тыс. человек.