Химия завтра - [22]

Более полно использовать топливо, перестать выбрасывать тепло с выхлопными газами — вот что обещает в будущем электрохимия. А затем постепенно, начав с малого — с установок на сотни и тысячи киловатт, — новые источники тока начнут завоевывать прочные позиции и в большой энергетике. И электроток, который они будут давать, обойдется намного дешевле.

Топливные элементы для большой энергетики потребуют от химии новых поисков. Надо добиться, чтобы химические реакции в них протекали как можно быстрее. Только тогда они дадут достаточную мощность. Надо избежать коррозии электродов да и самих сосудов, в которых хранится электролит, — для них придется разработать новые материалы, например керамические.

Возникла еще одна мысль: скомбинировать топливный элемент с ядерным реактором, Может быть, частицы, которые образуются при атомном распаде, смогут стать поставщиками горючего для топливного элемента, разлагая воду на водород и кислород? Ведь эти частицы способны разрушать молекулы, перегруппировывать атомы. Проблема питания новой энергоустановки была бы решена. Конечно, такая комбинация потребуется не всюду, а лишь там, где трудно добыть другое топливо.

Топливные элементы уже получили первое крещение в космосе — они работали на кораблях-спутниках «Джеминай».

Электролитом может послужить и морская вода, Не потому ли думают оборудовать подводные лодки топливными элементами?

Нельзя все наши топливные ресурсы отдать энергетике, но и нельзя все их отдать химии. Топливо должно стать энергохимическим сырьем, И вместо теплоэлектроцентралей появятся энерготехнологические комбинаты. Кстати сказать, они будут работать совершенно без отходов, дадут не только множество химических продуктов, но и обеспечат горючим новейшие преобразователи энергии — топливные элементы.

Стоит подумать и над тем, как аккумулировать энергию. Электрохимические аккумуляторы дороги и несовершенны, но электрохимия, создавая топливные элементы, осваивает прямое преобразование химической энергии в электрическую. А ведь возможно и обратное превращение. Не будет ли топливный элемент служить и как аккумулятор?

Аккумулирование энергии особенно важно для солнечных станций, работающих только днем. Выдвигается идея использовать вместе водородно-кислородный топливный элемент и электролизер, разлагающий воду на водород и кислород. Солнечные батареи будут днем давать ток в сеть и для электролиза, обеспечивая элемент на ночь топливом.

Предлагают использовать в топливном элементе и бактерии. Для этого их вместе с питательной средой надо подать к одному из электродов, а к другому подвести кислород. Разлагая и окисляя органические вещества, они выделяют водород, который и служит топливом в элементе.

Такие бактерии есть в океане; там для них в придонных слоях изобилие пищи. Есть они я в желудке человека, и, может быть, этим воспользуются, чтобы обеспечить электроэнергией космонавтов. И вообще биохимическая энергетика разовьется всюду, где получаются отходы органических веществ — например, на пищевых комбинатах, на животноводческих фермах.

ХИМИЯ РАДИАЦИОННАЯ

Нагрев и давление «сшивают» из молекул-одиночек длинные молекулярные цепочки, исходный мономер превращают в нужный полимер.

Все это выглядит заманчиво и, главное, просто. На деле же оказывается иное. Нужен еще помощник — катализатор. К тому же нередко мешают примеси, от которых избавиться сложно. Не надо думать, конечно, что трудности вообще непреодолимы. Иначе не было бы всего огромного семейства пластмасс.

Но можно сделать и так: подвести к молекулам энергию другим путем — обстрелять их частицами, тогда высокие температура и давление уже не понадобятся, как не понадобится и катализатор.

Химик, создающий полимеры, отчасти чем-то напоминает садовника. Он выращивает большие молекулы и простые цепочки, короткие или длинные, и кустики с боковыми ветвями; и соединяет одно с другим, получая все более и более сложные химические «деревья». Он может сделать прививку: к молекуле одного полимера «привить» молекулу другого и получить гибрид.

И тогда из полимера жаростойкого, но портящегося в бензине или масле и полимера бензомаслостойкого, но не переносящего жары возникает материал, которому не страшны ни нагрев, ни масло, ни бензин.

Прививка на растении приживается сама по себе. Химику же приходится «пришивать» молекулы, и он может здесь воспользоваться радиацией. Излучения помогут возводить новые молекулярные постройки. Они полимеризуют вещества, которые иначе больших молекул не образуют.

Вот перед нами маленькое озеро жидкого мономера. Облучим эту заготовку. И что же? Жидкость сразу застынет, превратится в прозрачный кусок плексигласа — органического стекла. Теперь перед нами не жидкий мономер, а твердый, кристаллический полимер. Никаких операций с ним не надо производить: ни греть, ни растворять, ни перемалывать.

Можно превратить жидкий мономер и в волокно. А отсюда уже недалеко и до готовой ткани.

Радиационная химия могла бы решить и другую задачу; энергией излучений заставить соединиться азот и кислород воздуха. Тогда мы получили бы возможность готовить удобрения прямо из атмосферы, потому что двуокись азота — превосходное сырье. Давний этот замысел осуществится сравнительно простым путем благодаря радиационной химии.