Как сделать топливо из алюминия и почему мы еще не перешли на «металлический бензин»

В 1911 году российский ученый Фридрих Цандер предложил конструкцию космического корабля, который взлетал бы, как обыкновенный аэроплан, а при достижении границ земной атмосферы использовал ненужные металлические элементы конструкции — крылья, пропеллер и двигатель — в качестве топлива. Стоп. Металл в качестве топлива — разве такое возможно?

Энергия алюминия

В 1970-х специалист НИИ высоких напряжений Томского политеха Николай Яворовский получил ультрадисперсный порошок алюминия, состоящий из идеально круглых частиц размером около 20 нанометров. Опыты показали, что вещество горит в 15 раз быстрее, чем обычный порошковый алюминий в пиротехнических составах, и может использоваться как высокоэнергетическая присадка к ракетному топливу.

Есть два способа получить энергию из алюминия. Первый — прямое электрохимическое окисление: используют металло-воздушные топливные элементы, в которых есть металлический анод, воздушный катод и электролит. Окисляясь, металл отдает во внешнюю цепь электроны, а сам в виде ионов уходит в электролит, соединяется там с кислородом и становится оксидом. Второй способ — химическое окисление, или сжигание в кислороде воздуха, как в случае с традиционными видами топлива. Плюс есть разработки, посвященные окислению алюминия в водной среде, при котором происходит еще и выделение водорода.

Михаил Власкин

Кандидат технических наук, заведующий лабораторией энергоаккумулирующих веществ Объединенного института высоких температур РАН

В 2013 году на выставке энергосберегающих технологий в Москве ученые Объединенного института высоких температур РАН представили электрохимический генератор для электромобиля. Насос в нем прогоняет щелочь через кассеты с алюминиевыми пластинами. При окислении и разрушении металла выделяется тепло, которое идет на зарядку аккумуляторов и обогрев салона.

Топливо в плотной оболочке

Почему алюминий хорош в качестве топлива? Его энергоемкость — почти как у угля: 30 мегаджоулей на килограмм, при этом металл не нужно очищать и обогащать. При сгорании того же количества бензина выделяется чуть больше энергии — около 40 мегаджоулей, однако алюминиевый порошок более компактный: по объему он в 1,5–2 раза меньше. Отработанный (окисленный) алюминий легко поддается восстановлению: его почти полностью можно «пересобрать» и снова пустить в дело, причем с помощью существующих технологий, которые применяют при производстве алюминия из руды.

— Помимо алюминия, — продолжает Михаил Власкин, — в качестве топлива можно использовать металл магний, а среди неметаллов — кремний. При этом магний проигрывает алюминию из-за своей меньшей распространенности, а кремний пока занял нишу в другом секторе энергетики — солнечном.

Российский ученый Фридрих Цандер предложил конструкцию космического корабля на алюминиевом топливе. Фото музея и архива Московского авиационного института

Если алюминий так хорош, почему же человечество до сих пор использует в качестве топлива для транспорта в основном продукты переработки нефти? Минусов у металлического топлива хватает. Главный из них — прочная оксидная пленка, которая возникает на поверхности алюминия при контакте с кислородом. Она может окутать каждую частичку металлического порошка и помешать ему вырабатывать энергию.

Знаете, почему для сварки стали достаточно устройства величиной с коробку из-под обуви, а для сварки алюминия — металла куда более мягкого — нужен аппарат размером со старый кинескопный телевизор? Как раз из-за оксидной пленки: чтобы прорваться через нее, требуется много энергии.

Другая сложность — в новизне: хотя об алюминиевом топливе ученые заговорили еще в начале прошлого века, для него нет готовой инфраструктуры. Существуют технологии, которые позволяют использовать алюминий в крупной энергогенерации — на тех же ТЭЦ, но оборудование и технологические процессы придется создавать с нуля. Нельзя просто загрузить алюминиевый порошок в бак автомобиля — нужно разрабатывать новые типы двигателей внутреннего или внешнего сгорания.

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Томске, в Томской области и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Томске

Ria.city

Авария привела к перебоям водоснабжения мкр.Спичфабрика в Томске

В домах мкр. Спичфабрика в Томске понижено давление воды из-за аварии

В Томской области усилят антитеррористические меры с первого сентября

Водитель иномарки попал в больницу после ДТП с грузовиком на томской трассе

Музыкальные новости

В Подмосковье запретили использовать первые этажи новостроек под жилье

Baza: мужчина в аэропорту Шереметьево порезал горло и упал с верхнего этажа

Совет депутатов Химок утвердил список из 30 жителей для доски почета

Собянин сообщил о сбитом беспилотнике в Подольском городском округе

Новости Томска

Гид по профессии от ТГУ: кто такой дата-аналитик и как им стать

Водитель иномарки попал в больницу после ДТП с грузовиком на томской трассе

В домах мкр. Спичфабрика в Томске понижено давление воды из-за аварии

В Красноярском крае не исключают вторую волну активности клещей

Экология в Томской области

IV Московский Курдский Кинофестиваль объявил программу

Как развивается деменция?

Chloé представил рекламную кампанию новой зимней коллекции

Преображение OUTRIGGER Koh Samui Beach Resort

Спорт в Томской области

В ATP отреагировали на ситуацию с допингом теннисиста Синнера

Арина Соболенко поднялась на второе место в обновлённом рейтинге WTA

Эрика Андреева одержала первую победу над соперницей из топ-20 рейтинга WTA

Соболенко выиграла шестой «тысячник» в карьере

Moscow.media

Виновник смертельного ДТП у ТЦ "Алатырь" вернулся в Свердловскую область

Настольный сканер штрих-кодов Heroje H719N

В городском округе Домодедово проведена агитационно-разъяснительная работа с населением о сохранности имущества.

“Кирилл Вечер & Tassy”–музыкальный дуэт из Владимирской области.











Топ новостей на этот час в Томске и Томской области

Rss.plus






Системы оповещения проверят в Северске 27 августа

В Красноярском крае не исключают вторую волну активности клещей

В Томской области открылась Аллея педагогов

Авария привела к перебоям водоснабжения мкр.Спичфабрика в Томске