Сегодня утром, заплетаясь после вчерашнего чудовищного рандома, сопровождаемого пивом (дорогие товарищи производители! понизьте цены на более вменяемый литраж!), прочитал у Мастерка следующее... Короче - речь об извечной мечте о водородных автомобилях и чистом воздухе, умеренно увлажненном выхлопом работающей техники.
И в процессе заплетания ваш покорный слегка призадумался...
Дело в том, что водород - это очень поганая такая субстанция. Особенно в промышленных масштабах. Причин две. Он на редкость низкокипящий, то есть сжижение его требует низкой температуры и высокого давления, если мы хотим иметь оную температуру хоть сколько-нибудь вменяемой. А в газовой фазе он не только летуч, но и обладает крайне высокой просачиваемостью. То есть - баллоны с водородом долго не лежат - разряжаются, как батарейки, но намного быстрее... Водород не имеет цвета и запаха, и обнаружить его утечку без специальных приборов нельзя. А в определенных условиях он образует с воздухом огневзрывоопасную смесь, со всеми вытекающими...
Короче - всем хорош водород для топливных элементов, но вот хранить его - ЖОПА.
Были разработаны топливные элементы на метаноле и этаноле, но вот беда... В хранении этанол и метанол приятны и просты, но они тоже склонны исчезать, ибо внешне похожи, и пригодны для увеселения, метанол - с летальным исходом. К тому же при окислении углеводородов образуется углекислота, которая есть парниковый газ, етить его в кочерыжку...
Сформулируем условия задачи. Нам требуется высококипящая, в идеале - жидкая при нормальных условиях, жидкость, легкая в получении, надежная и удобная в хранении и годная для работы топливных элементов, то есть - отдающая водород для ионного обмена. Не бывает - скажете вы.
Но мы же с вами не простые люди, мы не ищем легких путей, верно?
Очевидно, что для решения данной задачи нам потребуется нечто, что разлагается на водород и непарниковый газ. И тут мы с вами моментально вспоминаем про аммиак.
Аммиак массово получается, легко хранится, легко транспортируется, это массовый продукт. Для аммиака существует реакция каталитического разложения на водород, годный для топливного элемента, и азот, который нейтральный газ, составляющий 80% почти нашей атмосферы. Посему идея у нас простая. Мы заправляем наше экоавто не водородом, а аммиаком, каковой подается в топливный элемент через каталитический блок, в котором разлагается на водород и азот. Когда автомобиль стоит на стоянке, аммиак просто плещется в баке, не подвергаясь разложению, и может храниться долго, в отличие от водорода. А когда надо ехать - он подается на катализатор, расщепляется и продукты расщепления (возможно через сепаратор на базе молекулярного сита) в виде водорода подаются в топливный элемент, вырабатывая электричество.
Все-таки это лучше, чем геморрой с гидридом лития, который крайне неудобен в работе. Фактически - мы заменили литий на азот, а твердую фазу на жидкую. И опять же - отработкой гидрида лития является литий, который и не выбросишь, и выбрасывать, откровенно говоря - жалко. А азот из аммиака выбрасывать можно, нужно и ничего страшного в этом нет... Помимо всего прочего, аммиак имеет резкий запах, и утечки в случае чего будут обнаружены значительно раньше, чем концентрация достигнет опасной черты.
Ну что, как мы победили водородную проблему?
Между прочим, ничто не мешает объединить катализатор с топливным элементом. Мембрана со стороны, куда нужен водород, покрывается пористым катализатором, и при впрыске аммиака происходит сразу разложение и усвоение в топливном элементе получающегося водорода. Проходя вдоль водородного электрода сквозь толщу катализатора, аммиак полностью разлагается, и на выходе мы имеем чистый азот, а со стороны кислородного электрода - водичку... Чисто и стерильно...
Однако на этом наша мысль не останавливается (хотя зря, наверное)...
Аммиак все же требует специальных условия для сжижения, хотя эти условия и гораздо комфортнее таковых для водорода - это некомильфо. Нам бы хотелось иметь нечто, что жидкое и нелетучее при комнатной температуре и атмосферном давлении само по себе. И это вот нечто - его у нас есть. Речь идет о годразине, том самом, на котором летает ракета Протон и множество других ракет...
Дело в том, что гидразин также каталитически разлагается на водород и азот, в нормальных условиях представляя из себя стабильную, хоть и токсичную, жидкость...
Ну, бензин вовнутрь принимать вроде как бы тоже не рекомендуется.
И гидразин, и аммиак допускают капсулированную заправку. Помните, как в "Пятом элементе" нарики звездолет заправляли? Ну вот примерно так же - пустую ампулу вынул, полную вставил. Просто и быстро.
Наконец, генераторы на топливных элементах великолепно стыкуются с аккумуляторами, позволяя получить экологически абсолютно чистые бесшумные гибриды. И вот в смысле именно гибридов, с присущей им рекуперацией энергии, а значит, и крайней топливной экономичностью - аммиачный или гидразиновый вариант запракви выглядит весьма интересным...
Как всегда. Ну вы поняли. Б.СССР - вперед! Остальным - договариваться... :)
Journal information