BMW թեստ-դրայվ և ջրածին. մաս առաջին

Գալիք փոթորկի մռնչյունը դեռ արձագանքում էր երկնքում, երբ հսկայական ինքնաթիռը մոտենում էր իր վայրէջքի վայրին Նյու Ջերսիի մոտ: 6 թվականի մայիսի 1937-ին Հինդենբուրգ օդանավը կատարեց սեզոնի իր առաջին թռիչքը՝ տեղափոխելով 97 ուղևոր։

Մի քանի օրից ջրածնով լցված հսկայական օդապարիկը պետք է վերադառնա Մայնի Ֆրանկֆուրտ: Թռիչքի բոլոր տեղերը վաղուց վերապահված էին ամերիկացի քաղաքացիների կողմից, ովքեր ցանկանում էին ականատես լինել բրիտանական թագավոր Ջորջ VI-ի թագադրմանը, բայց ճակատագիրը որոշեց, որ այդ ուղևորները երբեք չեն նստի ինքնաթիռի հսկա:

Դիրանավի վայրէջքի նախապատրաստական աշխատանքների ավարտից անմիջապես հետո նրա հրամանատար Ռոզենդալը նկատեց բոցերը նրա կորպուսի վրա, և մի քանի վայրկյան անց հսկայական գնդակը վերածվեց չարագուշակ թռչող գերանի՝ ևս կես անգամ գետնին թողնելով միայն ողորմելի մետաղական բեկորներ: րոպե. Այս պատմության ամենազարմանալի բաներից մեկն այն սրտաճմլիկ փաստն է, որ այրվող օդանավի ուղևորներից շատերին ի վերջո հաջողվեց ողջ մնալ:

Կոմս Ֆերդինանդ ֆոն Զեպելինը երազում էր թռչել օդից ավելի թեթև մեքենայով դեռևս 1917-րդ դարի վերջին՝ ուրվագծելով թեթև գազով լցված ինքնաթիռի կոպիտ սխեման և գործարկելով դրա գործնական իրականացման նախագծերը։ Zeppelin-ը բավական երկար ապրեց, որպեսզի տեսներ, որ իր ստեղծագործությունն աստիճանաբար մտնում է մարդկանց կյանք, և մահացավ 1923 թվականին, կարճ ժամանակ առաջ, երբ իր երկիրը կկորցներ Առաջին համաշխարհային պատերազմը, և նրա նավերի օգտագործումն արգելվեց Վերսալի պայմանագրով: Ցեպելինները երկար տարիներ մոռացվել էին, բայց ամեն ինչ նորից փոխվում է ահավոր արագությամբ՝ Հիտլերի իշխանության գալով: New Zeppelin-ի գործադիր տնօրեն դոկտոր Հուգո Էքները համոզված է, որ օդանավի նախագծման մեջ անհրաժեշտ են մի շարք էական տեխնոլոգիական փոփոխություններ, որոնցից գլխավորն է դյուրավառ և վտանգավոր ջրածնի փոխարինումը հելիումով: Սակայն, ցավոք, Միացյալ Նահանգները, որն այն ժամանակ այս ռազմավարական հումքի միակ արտադրողն էր, չկարողացավ Գերմանիային հելիում վաճառել 129 թվականին Կոնգրեսի կողմից ընդունված հատուկ օրենքի համաձայն: Այդ իսկ պատճառով նոր նավը, որը կոչվում է LZ XNUMX, ժամանակի ընթացքում սնվում է ջրածնով:

Թեթև ալյումինի համաձուլվածքներից պատրաստված հսկայական նոր օդապարիկի կառուցումը հասնում է գրեթե 300 մ երկարության և մոտ 45 մետր տրամագծի։ Հսկայական ինքնաթիռը, որը համարժեք է Titanic-ին, աշխատում է չորս 16 մխոցանի դիզելային շարժիչներով, որոնցից յուրաքանչյուրը ունի 1300 ձիաուժ հզորություն: Բնականաբար, Հիտլերը առիթը բաց չթողեց Հինդենբուրգը վերածելու նացիստական Գերմանիայի վառ քարոզչական խորհրդանիշի և ամեն ինչ արեց նրա գործունեության մեկնարկը արագացնելու համար։ Արդյունքում, արդեն 1936 թվականին «դիտարժան» օդանավը կանոնավոր անդրատլանտյան թռիչքներ էր կատարում։

1937 թվականի առաջին թռիչքի ժամանակ Նյու Ջերսիի վայրէջքի վայրը լեփ-լեցուն էր ոգևորված հանդիսատեսներով, խանդավառ հանդիպումներով, հարազատներով և լրագրողներով, որոնցից շատերը ժամերով սպասում էին փոթորկի մարմանը: Անգամ ռադիոն լուսաբանում է հետաքրքիր իրադարձություն։ Ինչ-որ պահի անհանգիստ սպասումն ընդհատվում է բանախոսի լռությամբ, ով մի պահ հիստերիկ բղավում է. Ողջ մարդ չկա... Նավը հանկարծ վառվում է և անմիջապես նմանվում է վառվող հսկա ջահի: Որոշ ուղեւորներ խուճապի մեջ սկսել են ցատկել գոնդոլից՝ փրկվելու սահմռկեցուցիչ հրդեհից, սակայն հարյուր մետր բարձրության պատճառով դա ճակատագրական է դարձել նրանց համար։ Ի վերջո, ուղևորներից մի քանիսն են, ովքեր սպասում են, որ օդանավը մոտենա ցամաքին, սակայն նրանցից շատերը ծանր այրված են։ Ինչ-որ պահի նավը չդիմացավ մոլեգնող կրակի վնասին, և աղեղի մեջ հազարավոր լիտր բալաստ ջուր սկսեց թափվել գետնին: Հինդենբուրգը արագորեն թվարկում է, այրվող հետևի ծայրը բախվում է գետնին և ավարտվում ամբողջական ոչնչացմամբ 34 վայրկյանում: Տեսարանի ցնցումը ցնցում է գետնին հավաքված բազմությանը։ Այն ժամանակ վթարի պաշտոնական պատճառը համարվում էր ամպրոպը, որն առաջացրել է ջրածնի բռնկում, սակայն վերջին տարիներին գերմանացի և ամերիկացի փորձագետը կտրականապես պնդում է, որ ողբերգությունը Hindenburg նավի հետ, որն առանց խնդիրների անցել է բազմաթիվ փոթորիկների միջով. , եղել է աղետի պատճառը։ Արխիվային կադրերի բազմաթիվ դիտարկումներից հետո նրանք եկել են այն եզրակացության, որ հրդեհը բռնկվել է օդանավի մաշկը ծածկող այրվող ներկի պատճառով։ Գերմանական օդանավի հրդեհը մարդկության պատմության ամենասարսափելի աղետներից մեկն է, և այս սարսափելի իրադարձության հիշողությունը դեռ շատ ցավալի է շատերի համար: Նույնիսկ այսօր «օդային նավ» և «ջրածին» բառերի հիշատակումն առաջացնում է Նյու Ջերսիի կրակոտ դժոխքը, թեև պատշաճ կերպով «ընտելացնելու» դեպքում բնության մեջ ամենաթեթև և առատ գազը կարող է չափազանց օգտակար լինել՝ չնայած իր վտանգավոր հատկություններին: Ժամանակակից մեծ թվով գիտնականների կարծիքով, ջրածնի իրական դարաշրջանը դեռ շարունակվում է, թեև միևնույն ժամանակ գիտական հանրության մյուս մեծ մասը թերահավատորեն է վերաբերվում լավատեսության նման ծայրահեղ դրսևորումներին։ Առաջին վարկածը պաշտպանող լավատեսների և ջրածնի գաղափարի ամենահավատարիմ կողմնակիցների թվում, իհարկե, պետք է լինեն BMW-ի բավարացիները։ Գերմանական ավտոմոբիլային ընկերությունը, հավանաբար, լավագույնս գիտակցում է ջրածնային տնտեսության ճանապարհին անխուսափելի մարտահրավերները և, առաջին հերթին, հաղթահարում է ածխաջրածնային վառելիքից ջրածնի անցման դժվարությունները:

Հավակնություններ

Էկոլոգիապես մաքուր և անսպառ վառելիք օգտագործելու գաղափարը, որքան վառելիքի պաշարները, մոգություն է թվում մարդկության համար, որը գտնվում է էներգետիկ պայքարի մեջ: Այսօր կան մեկ-երկուից ավելի «ջրածնային հասարակություններ», որոնց առաքելությունն է նպաստել թեթև գազի նկատմամբ դրական վերաբերմունքին և մշտապես կազմակերպել հանդիպումներ, սիմպոզիումներ և ցուցահանդեսներ։ Անվադողերի Michelin ընկերությունը, օրինակ, մեծ ներդրումներ է կատարում՝ կազմակերպելու ավելի ու ավելի հայտնի Michelin Challenge Bibendum ֆորումը, որը կենտրոնացած է ջրածնի վրա՝ կայուն վառելիքի և մեքենաների համար:

Այնուամենայնիվ, նման ֆորումներում ելույթներից բխող լավատեսությունը դեռևս բավարար չէ հիասքանչ ջրածնային իդիլիայի գործնական իրականացման համար, և ջրածնային տնտեսության մեջ մտնելը քաղաքակրթության զարգացման այս տեխնոլոգիական փուլում անսահման բարդ և անիրագործելի իրադարձություն է:

Սակայն վերջերս մարդկությունը ձգտում է օգտագործել ավելի ու ավելի շատ այլընտրանքային էներգիայի աղբյուրներ, այն է՝ ջրածինը կարող է կարևոր կամուրջ դառնալ արևի, քամու, ջրի և կենսազանգվածի էներգիան պահելու համար՝ այն վերածելով քիմիական էներգիայի: . Պարզ ասած, սա նշանակում է, որ այս բնական աղբյուրներից արտադրված էլեկտրաէներգիան չի կարող մեծ քանակությամբ պահպանվել, այլ կարող է օգտագործվել ջրածնի արտադրության համար՝ ջուրը բաժանելով թթվածնի և ջրածնի:

Որքան էլ տարօրինակ է հնչում, բայց որոշ նավթային ընկերություններ այս սխեմայի հիմնական ջատագովներից են, որոնցից ամենահետևողականը բրիտանական նավթային հսկա BP-ն է, որն ունի կոնկրետ ներդրումային ռազմավարություն այս ոլորտում նշանակալի ներդրումների համար։ Իհարկե, ջրածինը կարելի է արդյունահանել նաև չվերականգնվող ածխաջրածինների աղբյուրներից, բայց այս դեպքում մարդկությունը պետք է լուծում փնտրի այս գործընթացում ստացված ածխաթթու գազի պահպանման խնդրին։ Անվիճելի փաստ է, որ ջրածնի արտադրության, պահեստավորման և փոխադրման տեխնոլոգիական խնդիրները լուծելի են. գործնականում այդ գազն արդեն արտադրվում է մեծ քանակությամբ և օգտագործվում որպես հումք քիմիական և նավթաքիմիական արդյունաբերության մեջ։ Այդ դեպքերում, սակայն, ջրածնի բարձր ինքնարժեքը մահացու չէ, քանի որ այն «հալվում» է այն ապրանքների թանկարժեքության մեջ, որոնց սինթեզին ինքն է մասնակցում։

Այնուամենայնիվ, թեթեւ գազը որպես էներգիայի աղբյուր օգտագործելու հարցը որոշ չափով ավելի բարդ է։ Գիտնականները երկար ժամանակ զբաղված են իրենց ուղեղներով՝ փնտրելով մազութի հնարավոր ռազմավարական այլընտրանք, և մինչ այժմ նրանք եկել են միաձայն կարծիքի, որ ջրածինը էկոլոգիապես ամենաբարդն է և հասանելի է բավարար էներգիայով: Միայն նա է համապատասխանում ներկա ստատուս քվոյի փոփոխությանը սահուն անցման բոլոր անհրաժեշտ պահանջներին։ Այս բոլոր առավելությունների հիմքում ընկած է մի պարզ, բայց շատ կարևոր փաստ. ջրածնի արդյունահանումն ու օգտագործումը պտտվում է ջրի միացման և քայքայման բնական ցիկլի շուրջ… Եթե մարդկությունը բարելավի արտադրության մեթոդները՝ օգտագործելով բնական աղբյուրներ, ինչպիսիք են արևային էներգիան, քամին և ջուրը, ջրածինը կարող է արտադրվել: և օգտագործել անսահմանափակ քանակությամբ՝ առանց որևէ վնասակար արտանետումների: Որպես էներգիայի վերականգնվող աղբյուր՝ ջրածինը երկար ժամանակ եղել է Հյուսիսային Ամերիկայի, Եվրոպայի և Ճապոնիայի տարբեր ծրագրերի նշանակալի հետազոտությունների արդյունք: Վերջիններս իրենց հերթին մաս են կազմում համատեղ նախագծերի լայն շրջանակի աշխատանքներին, որոնք ուղղված են ջրածնի ամբողջական ենթակառուցվածքի ստեղծմանը, ներառյալ արտադրությունը, պահեստավորումը, փոխադրումը և բաշխումը: Հաճախ այդ զարգացումները ուղեկցվում են պետական նշանակալի սուբսիդավորումներով և հիմնված են միջազգային պայմանագրերի վրա: 2003 թվականի նոյեմբերին, օրինակ, ստորագրվել է Ջրածնային տնտեսության միջազգային գործընկերության համաձայնագիրը, որը ներառում է աշխարհի խոշորագույն արդյունաբերական երկրները, ինչպիսիք են Ավստրալիան, Բրազիլիան, Կանադան, Չինաստանը, Ֆրանսիան, Գերմանիան, Իսլանդիան, Հնդկաստանը, Իտալիան և Ճապոնիան: , Նորվեգիա, Կորեա, Ռուսաստան, Մեծ Բրիտանիա, ԱՄՆ և Եվրոպական հանձնաժողով: Այս միջազգային համագործակցության նպատակն է «կազմակերպել, խթանել և միավորել տարբեր կազմակերպությունների ջանքերը ջրածնի դարաշրջանի ճանապարհին, ինչպես նաև աջակցել ջրածնի արտադրության, պահպանման և բաշխման տեխնոլոգիաների ստեղծմանը»:

Ավտոմոբիլային ոլորտում էկոլոգիապես մաքուր այս վառելիքի օգտագործման հնարավոր ճանապարհը կարող է լինել երկակի: Դրանցից մեկը «վառելիքի բջիջներ» անվամբ հայտնի սարքերն են, որոնցում ջրածնի և օդի թթվածնի քիմիական միացմամբ արտանետվում է էլեկտրաէներգիա, իսկ երկրորդը՝ հեղուկ ջրածինը որպես վառելիք օգտագործելու տեխնոլոգիաների մշակումը դասական ներքին այրման շարժիչի բալոններում։ . Երկրորդ ուղղությունը հոգեբանորեն ավելի մոտ է ինչպես սպառողներին, այնպես էլ ավտոմոբիլային ընկերություններին, իսկ BMW-ն նրա ամենավառ աջակիցն է։

Արտադրություն

Ներկայումս աշխարհում արտադրվում է ավելի քան 600 միլիարդ խորանարդ մետր մաքուր ջրածին։ Դրա արտադրության հիմնական հումքը բնական գազն է, որը վերամշակվում է «բարեփոխում» անունով հայտնի գործընթացում։ Ավելի փոքր քանակությամբ ջրածին վերականգնվում է այլ գործընթացների միջոցով, ինչպիսիք են քլորի միացությունների էլեկտրոլիզը, ծանր նավթի մասնակի օքսիդացումը, ածխի գազաֆիկացումը, ածխի պիրոլիզը` կոքսի արտադրության համար և բենզինի բարեփոխումը: Աշխարհում ջրածնի արտադրության մոտավորապես կեսն օգտագործվում է ամոնիակի սինթեզի համար (որն օգտագործվում է պարարտանյութերի արտադրության մեջ որպես հումք), նավթի վերամշակման և մեթանոլի սինթեզի համար։ Այս արտադրական սխեմաները տարբեր աստիճանի ծանրաբեռնում են շրջակա միջավայրը, և, ցավոք, դրանցից ոչ մեկն իմաստալից այլընտրանք չի առաջարկում ներկայիս էներգետիկ ստատուս քվոյին, առաջին հերթին, քանի որ դրանք օգտագործում են ոչ վերականգնվող աղբյուրներ, և երկրորդ, քանի որ այդ արտադրությունն ազատում է անցանկալի նյութեր, ինչպիսիք են ածխածինը: երկօքսիդը, որը գլխավոր մեղավորն է։ Ջերմոցային էֆֆեկտ. Այս խնդիրը լուծելու համար հետաքրքիր առաջարկ է արվել վերջերս Եվրամիության և Գերմանիայի կառավարության կողմից ֆինանսավորվող հետազոտողների կողմից, որոնք ստեղծել են այսպես կոչված «սեկեստրացիոն» տեխնոլոգիա, որում բնական գազից ջրածնի արտադրության ժամանակ արտադրված ածխածնի երկօքսիդը մղվում է ներս: հին սպառված դաշտեր. նավթ, բնական գազ կամ ածուխ: Այնուամենայնիվ, այս գործընթացը հեշտ չէ իրականացնել, քանի որ ոչ նավթի, ոչ գազի հանքավայրերը երկրակեղևի իրական խոռոչներ չեն, այլ ամենից հաճախ ծակոտկեն ավազային կառույցներ են:

Ապագայում ջրածնի արտադրության ամենահեռանկարային մեթոդը մնում է ջրի տարրալուծումը էլեկտրական հոսանքի միջոցով, որը հայտնի է դեռևս տարրական դպրոցից: Սկզբունքը չափազանց պարզ է. էլեկտրական լարումը կիրառվում է ջրային բաղնիքում ընկղմված երկու էլեկտրոդների վրա, մինչդեռ դրական լիցքավորված ջրածնի իոնները գնում են դեպի բացասական էլեկտրոդ, իսկ բացասական լիցքավորված թթվածնի իոնները գնում են դեպի դրականը: Գործնականում ջրի այս էլեկտրաքիմիական տարրալուծման համար օգտագործվում են մի քանի հիմնական մեթոդներ՝ «ալկալային էլեկտրոլիզ», «մեմբրանային էլեկտրոլիզ», «բարձր ճնշման էլեկտրոլիզ» և «բարձր ջերմաստիճանի էլեկտրոլիզ»։

Ամեն ինչ կատարյալ կլիներ, եթե բաժանման պարզ թվաբանությունը չխանգարեր այդ նպատակով անհրաժեշտ էլեկտրաէներգիայի ծագման չափազանց կարևոր խնդրին։ Փաստն այն է, որ ներկայումս դրա արտադրությունն անխուսափելիորեն արտանետում է վնասակար ենթամթերք, որոնց քանակն ու տեսակը տարբերվում է կախված նրանից, թե ինչպես է դա արվում, և, առաջին հերթին, էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն անարդյունավետ և շատ թանկ գործընթաց է։

Արատավոր էներգիայի շրջափակումը և մաքուր էներգիայի ցիկլը փակելը ներկայումս հնարավոր է միայն բնական և հատկապես արևային էներգիայի օգտագործմամբ՝ ջուրը քայքայելու համար անհրաժեշտ էլեկտրաէներգիա արտադրելու համար: Այս խնդրի լուծումը, անկասկած, կպահանջի մեծ ժամանակ, գումար և ջանք, սակայն աշխարհի շատ երկրներում այս եղանակով էլեկտրաէներգիայի արտադրությունն արդեն փաստ է։

BMW-ն, օրինակ, ակտիվ դեր է խաղում արևային էլեկտրակայանների ստեղծման և զարգացման գործում։ Բավարիայի Նոյբուրգ փոքրիկ քաղաքում կառուցված էլեկտրակայանը օգտագործում է ֆոտոգալվանային բջիջներ՝ էներգիա արտադրելու համար, որն արտադրում է ջրածին: Հատկապես հետաքրքիր են համակարգերը, որոնք օգտագործում են արևային էներգիան ջուրը տաքացնելու համար, ասում են ընկերության ինժեներները, և արդյունքում գոլորշու էներգիան ապահովում է էլեկտրաէներգիայի գեներատորները. նման արևային կայաններն արդեն գործում են Կալիֆորնիայի Մոխավե անապատում, որն արտադրում է 354 ՄՎտ էլեկտրաէներգիա: Քամու էներգիան նույնպես դառնում է ավելի կարևոր, քանի որ հողմակայանները այնպիսի երկրների ափերին, ինչպիսիք են ԱՄՆ-ը, Գերմանիան, Նիդեռլանդները, Բելգիան և Իռլանդիան, ավելի ու ավելի կարևոր տնտեսական դեր են խաղում: Աշխարհի տարբեր մասերում կան նաև կենսազանգվածից ջրածին արդյունահանող ընկերություններ։

Պահեստի վայրը

Ջրածինը կարող է մեծ քանակությամբ պահվել ինչպես գազային, այնպես էլ հեղուկ փուլերում: Այս տանկերից ամենամեծը, որոնցում ջրածինը գտնվում է համեմատաբար ցածր ճնշման տակ, կոչվում են «գազի հաշվիչներ»։ Միջին և փոքր տանկերը հարմար են 30 բար ճնշման տակ ջրածինը պահելու համար, մինչդեռ ամենափոքր հատուկ տանկերը (հատուկ պողպատից կամ ածխածնի մանրաթելից ամրացված կոմպոզիտային նյութերից պատրաստված թանկարժեք սարքերը) պահպանում են 400 բար մշտական ճնշում:

Ջրածինը կարող է նաև պահվել հեղուկ փուլում՝ մեկ միավորի ծավալի համար -253°C ջերմաստիճանում, որը պարունակում է 0 անգամ ավելի շատ էներգիա, քան 1,78 բարում պահելու դեպքում. հեղուկացված ջրածնի մեջ էներգիայի համարժեք քանակի հասնելու համար գազը պետք է սեղմվի: մինչև 700 բար: Հենց սառեցված ջրածնի ավելի բարձր էներգաարդյունավետության պատճառով է BMW-ն համագործակցում գերմանական Linde սառնարանային կոնցեռնի հետ, որը մշակել է ժամանակակից կրիոգեն սարքեր ջրածնի հեղուկացման և պահպանման համար: Գիտնականներն առաջարկում են նաև ջրածնի պահպանման այլ, բայց ավելի քիչ կիրառելի այլընտրանքներ, օրինակ՝ ճնշման տակ պահելը հատուկ մետաղական ալյուրում՝ մետաղի հիդրիդների տեսքով և այլն։

Տրանսպորտ

Քիմիական գործարանների և նավթավերամշակման գործարանների բարձր խտությամբ տարածքներում արդեն ստեղծվել է ջրածնի հաղորդման ցանց։ Ընդհանուր առմամբ, տեխնոլոգիան նման է բնական գազի տեղափոխմանը, սակայն վերջինիս օգտագործումը ջրածնի կարիքների համար միշտ չէ, որ հնարավոր է։ Այնուամենայնիվ, նույնիսկ անցյալ դարում եվրոպական քաղաքների շատ տներ լուսավորված էին թեթև գազատարով, որը պարունակում էր մինչև 50% ջրածին և օգտագործվում էր որպես վառելիք առաջին անշարժ ներքին այրման շարժիչների համար։ Տեխնոլոգիայի ներկայիս մակարդակը նաև թույլ է տալիս հեղուկ ջրածնի անդրմայրցամաքային փոխադրում գոյություն ունեցող կրիոգեն լցանավերի միջոցով, որոնք նման են բնական գազի համար օգտագործվողներին: Ներկայումս ամենամեծ հույսերն ու մեծագույն ջանքերն են գործադրում գիտնականներն ու ինժեներները հեղուկ ջրածնի հեղուկացման և տեղափոխման համար համապատասխան տեխնոլոգիաների ստեղծման ոլորտում։ Այս առումով հենց այս նավերը, կրիոգեն երկաթուղային տանկերն ու բեռնատարները կարող են դառնալ ջրածնի ապագա փոխադրման հիմքը։ 2004 թվականի ապրիլին Մյունխենի օդանավակայանի անմիջական հարևանությամբ բացվեց իր տեսակի մեջ առաջին հեղուկ ջրածնի լիցքավորման կայանը, որը համատեղ մշակվել է BMW և Steyr ինժեներների կողմից: Նրա օգնությամբ բաքերի լիցքավորումը հեղուկ ջրածնով իրականացվում է ամբողջովին ավտոմատ կերպով՝ առանց մասնակցության և առանց մեքենայի վարորդի վտանգի։