Можно с уверенностью утверждать, что с годами в производстве электроэнергии будет возрастать доля атомных электростанций, но вряд ли она превысит 50 процентов. Запасы же угля, нефти и газа быстро истощаются. Удастся ли человечеству найти им дешевую замену?
По мнению многих ученых, перспективным топливом мог бы стать водород он имеет самую высокую теплотворную способность. Запасы его на планете огромны: достаточно вспомнить формулу воды Н2О.
Проблема получения дешевого водорода волнует многих специалистов. Ведь он является важнейшим сырьем для химической промышленности. Может он служить, например, и для получения жидкого топлива из двуокиси углерода. Водород стал бы хорошей заменой углю и коксу в металлургии. А если добавить, что использование водорода в качестве топлива не дает никаких вредных отходов (чего, кстати, нельзя сказать об угле и нефти), то нетрудно понять, что водороду просто цены нет.
Так, казалось бы, чего проще: бери водород и используй его как хочешь. Но топливо хорошо только тогда, когда оно дешево.
Чистый водород обычно получают, разлагая воду. Например, с помощью электролиза. Но разложение воды требует довольно много электроэнергии. И чтобы водородное топливо стало дешевым, надо, чтобы дешевой была электроэнергия, которая используется.
Недорогих источников энергии на Земле не так мало. Это приливы, ветер, геотермальные воды. И, наконец, солнце. Так нельзя ли использовать солнечную энергию для разложения воды?
Вычисления показывают, что для расщепления молекулы воды достаточно одного кванта зеленого света. Кванты синего и фиолетового света обладают даже большей энергией. Но поскольку вода для света прозрачна, он сначала должен быть поглощен адсорбирующим цветным фотокатализатором. Подобные эксперименты проводились неоднократно, однако выход водорода всегда был очень мал. Это происходит из-за того, что водород и кислород, образовавшись, тут же вступают в обратную реакцию (рекомбинируют), вновь превращаясь в воду.
Интересный метод разложения воды разработали недавно армянские ученые. Они решили как бы объединить два способа - фотолиз и электролиз. Всем известны полупроводниковые солнечные батареи. При их облучении на выходе получается электрический ток, который и решили использовать для разложения воды.
Группа специалистов Ереванского университета под руководством доктора физико-математических наук В. М. Арутюняна сконструировала соответствующую установку. Солнечные батареи погружаются в раствор электролита, находящийся в стеклянном цилиндре. Когда на установку падает свет, вода как бы закипает: из одного патрубка начинает выделяться водород, из другого кислород. Любопытно, что для непосредственного контакта с электролитом используется не кремний, а гораздо более дешевые полупроводники. Скажем, двуокись титана.
Употребляются полупроводниковые катализаторы не в виде порошка, как это делал герой фантастической-повести, а в виде пластин из спрессованной двуокиси титана. Это позволяет получать топливо, отделенное от кислорода.
Мощность подобных установок пока довольно низка. Ведь интенсивность солнечного света на уровне моря не превышает одного киловатта на квадратный метр, а КПД лучших солнечных батарей составляет 12-18 процентов. В ереванской же установке и того меньше - примерно один процент.
Вывод из этого следует однозначный: автомобиль вряд ли сможет двигаться на водороде, полученном в столь малом светоприемнике, как заднее стекло. Однако нельзя не отметить, что сконструированная специалистами Ереванского университета установка - это большой успех на пути к будущей водородной энергетике. "Современная экономика использует в огромных масштабах невозобновляемые топливно-энергетические ресурсы - уголь, нефть и другие, - сказал в одной из бесед с журналистами руководитель работ В. М. Арутюнян. - Фотолиз воды раскрывает широкие перспективы экономии ценного природного сырья". И хочется верить, что установка, которая сейчас демонстрируется на Выставке народного хозяйства Армянской ССР, скоро найдет применение в практике.
