09.06.2004 09:34
На фоне мрачных прогнозов о том, что запасы нефти могут иссякнуть уже в первой половине нынешнего столетия, все чаще возникает вопрос - какая судьба ожидает автомобиль, без которого не может функционировать мировая цивилизация?
Такой вопрос встает перед человечеством далеко не в первый раз - в 70-е годы прошлого века, когда цена на нефть внезапно учетверилась, начались первые серьезные попытки выработать альтернативы двигателю внутреннего сгорания или сделать его более экономичным.
С тех пор ученые и инженеры определили основные направления, по которым должны идти эти поиски. Их выбор не так широк, как казалось в прошлом, и далеко не все они представляются достижимыми в обозримом будущем.
Топливные элементы побывали в космосе
Наиболее перспективной технологией в этом плане представляется топливный элемент, идея которого была впервые сформулирована еще 40-е годы XIX века. По сути дела, это вывернутая наизнанку идея электролиза воды.
Как известно, при воздействии на воду сильного заряда электричества она разлагается на водород и кислород. А вот если при определенных условиях добиться синтеза кислорода и водорода, то побочными продуктами этой реакции будут вода и электричество.
Первые работоспособные топливные батареи были созданы в 60-е годы прошлого века в рамках программы "Аполлон" американского космического агентства НАСА. Однако они оказались тяжелыми и капризными, как показала авария корабля "Аполлон-13", направлявшегося к Луне.
Один из первых прототипов машины на топливных элементах
Несмотря на сотни миллионов долларов, вложенные в исследования в области топливных элементов, они по-прежнему обладают этими недостатками.
Кроме того, никто еще не предложил решение другой проблемы - как именно добывать огромные количества электроэнергии, необходимые для получения водорода из воды. Пока что на это тратятся те же нефть и газ - либо в качестве топлива для электростанций, либо в качестве углеводородного сырья, которое преобразуется в водород.
"Гибриды" покорили Голливуд
В последние два-три года приходится все чаще слышать о появлении на автомобильных рынках новых моделей так называемых "гибридных" автомобилей. Они обладают двумя двигателями - как правило, маломощным низкооборотным бензиновым двигателем, который работает в постоянном режиме, вырабатывая электричество, которое запасается в емкой батарее, и куда более мощным и приемистым электродвигателем, питаемым той же батареей.
Эта схема в разных вариантах используется в автомобилях японских компаний Honda и Toyota, которые сейчас вышли на рынок и даже получили поддержку многих голливудских звезд. Однако они обходятся почти в полтора раза дороже обычных машин просто потому, что потребителю приходится платить за второй двигатель.
Кроме того, они не решают проблему нехватки нефти достаточно радикально - ведь исходным материалом для получения электричества в таких гибридах по-прежнему является нефть.
Спирт можно не только пить
Еще в начале 50-х годов, когда бензин в Британии продавался по талонам и был очень дорогим, фермер Харолд Бейт из Девона приспособил свой грузовичок к использованию газа метана, который он добывал у себя на ферме из навоза свиней и коров.
Тогда на это изобретение почти не обратили внимание, потому что нужда в экономии отпала. Однако сейчас идея использования биотоплива в качестве альтернативы бензину и дизтопливу привлекает все больше энтузиастов и практиков.
Во Франции в некоторые сорта бензина уже сейчас добавляют этанол, то есть технических спирт, полученный путем ферментации биологических отходов сельхозпроизводства. Пионером на этом пути стала Бразилия, где производство биоэтанола из сахарного тростника и початков кукурузы налажено уже давно и все более расширяется.
Такие автобусы на сжатом воздухе бегают по Мехико
Мысль об использовании биологических добавок к солярке настолько очевидна, что то и дело находятся люди, которые внедряют ее в практику, не считаясь с законами.
Год назад такое поветрие началось на севере Англии и в Шотландии, где некоторые водители машин с дизельными двигателями стали добавлять в топливо отработанное растительное масло для жарки, которое они покупали по дешевке в местных ресторанах.
Таких хитрецов стала отлавливать полиция, потому что они обходили закон о выплате акциза на автомобильное топливо.
Однако и тут есть свои подводные камни. Многие эксперты считают, что получать биотопливо из растительного сырья достаточно рентабельно можно только за счет использования генетически модифицированных растений, что влечет за собой опасность нанесения непоправимого ущерба биосфере.
Прообраз - заводные игрушки
Время от времени появляются сообщения о попытках использовать в качестве альтернативного источника энергии сжатый воздух. Такие автобусы ходят на некоторых маршрутах в Мехико и Кейптауне, где благодаря им удалось уменьшить загрязненность воздуха.
Воздух в их двигателях поступает через редуктор прямо в цилиндр, где приводит в движение поршень. Такие автобусы обладают запасом хода на 200 километров. Но при этом на заправку тяжелых баллонов со сжатым воздухом приходится тратить огромное количество электроэнергии, получаемой за счет опять же сжигания ископаемых топлив.
Заводной экипаж Леонардо да Винчи
Другая идея была предложена еще Леонардо да Винчи 450 лет назад. В его записных книжках сохранились наброски механического экипажа, который приводился в действие мощной пружиной. Понятно, что пружину пришлось бы закручивать вручную и Леонардо придумал для этого специальный коловорот. Но применение этой идеи в современном транспорте требует создания принципиально новых металлов и пластиков, до которых еще далеко.
Что же будет
Профессор Гарел Рис, который является экспертом в области автомобильного транспорта, считает, что в ближайшие десять лет шансами на реальный успех обладают только топливные элементы.
Однако задача, которая стоит перед исследователями и разработчиками, невероятно сложна. Создание безопасного и сравнительно экономичного автомобиля на топливных элементах потребует гигантских инвестиций и полной перестройки транспортной инфраструктуры.
Наночастицы кремния преобразовывают ультрафиолет в электричество
добавить ресурс
.gif){kind=small}
Переработка мусора:
ТБО и другие проблемы современности:
© Дизайн Студии РОМАрт, 2004.