Диски озмоишии BMW ва гидроген: қисми якум

Ҳангоме ки ҳавопаймои азим ба маҳалли фуруд омадан дар наздикии Ню Ҷерсӣ наздик шуд, ғурроси тӯфони наздик ба осмон садо дод. 6 майи соли 1937 ҳавопаймои Ҳинденбург нахустин парвози мавсимро анҷом дод, ки дар дохили он 97 мусофирро савор кард.

Пас аз чанд рӯз, бояд як балони азим пур аз ҳидроген боз ба Франкфурти лаби Майн парвоз кунад. Ҳама ҷойҳои парвозро шаҳрвандони амрикоӣ кайҳо боз орзу мекарданд, ки хоҳиши шоҳидӣ ба тоҷи подшоҳии Бритониё Ҷорҷ VI-ро дошта бошанд, аммо тақдир фармуд, ки ин мусофирон ҳеҷ гоҳ ба бузургҷуссаи ҳавопаймо савор нашаванд.

Чанде пас аз ба охир расидани тайёрй ба фуруд омадани киштии дирижабль командири он Розендал алангаи оташро дар корпуси он пай бурд ва пас аз чанд сония туби азим ба як чӯби даҳшатангези парвозкунанда мубаддал шуд ва пас аз ним соли дигар дар рӯи замин танҳо пораҳои металлии аламовар боқӣ монд. дақиқа. Яке аз чизҳои тааҷҷубовар дар ин ҳикоя он аст, ки бисёре аз мусофирон дар киштии сӯхта дар ниҳоят тавонистаанд наҷот ёбанд.

Граф Фердинанд фон Зеппелин орзу дошт, ки дар охири асри 1917 дар нақлиёти сабуктар аз ҳаво парвоз карда, нақшаи ноҳамвории ҳавопаймои пур аз газро пур кунад ва барои татбиқи амалии он лоиҳаҳо оғоз кунад. Зеппелин ба қадри кофӣ умр дид, то офариниши ӯ тадриҷан ба ҳаёти одамон ворид шавад ва дар соли 1923, каме пеш аз он ки кишвараш дар Ҷанги Якуми Ҷаҳон мағлуб шавад, вафот кард ва истифодаи киштиҳояш бо Аҳдномаи Версал манъ карда шуд. Зеппелинҳо солҳои тӯлонӣ фаромӯш шуда буданд, аммо пас аз ба қудрат расидани Гитлер ҳама чиз бо суръати чархзананда боз ҳам тағир меёбад. Роҳбари нави Zeppelin, доктор Уго Экнер боварии комил дорад, ки дар тарроҳии дирижабльҳо як қатор тағироти назарраси технологӣ лозиманд, ки яке аз онҳо иваз кардани гидрогени оташгиранда ва хатарнок бо гелий мебошад. Аммо, мутаассифона, Иёлоти Муттаҳида, ки дар он замон ягона истеҳсолкунандаи ин ашёи хоми стратегӣ буд, наметавонист гелияро ба Олмон тибқи қонуни махсуси соли 129 қабулкардаи Конгресс ба Олмон фурӯшад. Ин аст, ки чаро киштии нав, ки LZ XNUMX таъин шудааст, дар ниҳоят бо гидроген пур мешавад.

Сохтмони пуфаки нави азиме аз хӯлаҳои алюминии сабук сохта шудааст, ки дарозии он ба 300 метр мерасад ва диаметри он тақрибан ба 45 метр мерасад. Ҳавопаймои азим, ки ба Титаник баробар аст, бо чаҳор муҳаррики дизелии 16 силиндраи ҳар кадомеаш 1300 а.с. Табиист, ки Гитлер фурсатро аз даст надод, то "Ҳинденбург" -ро ба рамзи равшани таблиғотии Олмони фашистӣ табдил диҳад ва барои тезонидани оғози истисмори он ҳама корҳоро кард. Дар натиҷа, аллакай дар соли 1936 дирижабли "тамошобоб" парвозҳои мунтазами трансатлантикиро анҷом дод.

Ҳангоми парвози аввалин дар соли 1937, майдони фурудгоҳи Ню Ҷерсӣ аз тамошобинони ҳаяҷон, вохӯриҳои дилгарм, хешовандон ва рӯзноманигорон пур буд, ки аксари онҳо соатҳо интизори паст шудани тӯфон буданд. Хатто радио вокеаи шавковарро инъикос мекунад. Дар лахзае интизории пурташвишро хомушии нотик, ки пас аз лахзае бо хаячон фарьёд мекунад, халалдор мекунад: «Туби азим аз осмон меафтад! Касе зинда нест... Киштй ногахон фурузон мешавад ва якбора ба машъали азими фурузон монанд мешавад. Бархе аз мусофирон дар ваҳму воҳима аз гондола ҷаҳидан аз оташи даҳшатбор сар карданд, аммо аз баландии сад метр марговар будааст. Дар ниҳоят, танҳо чанде аз мусофироне, ки мунтазири наздик шудани дирижабль ба замин ҳастанд, зинда мемонанд, аммо бисёре аз онҳо сахт сӯхтаанд. Дар як вакт киштй ба зарари оташи пурталотум тоб оварда натавонист ва хазорхо литр оби балласт дар камон ба замин рехта шуд. Рӯйхати Ҳинденбург зуд, қисми пушти сӯзон ба замин меафтад ва дар 34 сония бо нобудшавии пурра ба охир мерасад. Такони тамошо мардумро, ки дар замин чамъ шуда буданд, ба ларза меорад. Он вақт сабаби расмии суқут раъду барқ, ки боиси оташ задани ҳидроген шуда буд, дониста мешуд, аммо дар солҳои охир як коршиноси олмонӣ ва амрикоӣ ба таври қатъӣ баҳс мекунанд, ки фоҷиа бо киштии Ҳинденбург, ки тӯфонҳои зиёдеро бидуни мушкилот паси сар кардааст. , сабаби фалокат гардид. Пас аз мушоҳидаҳои сершумори сабтҳои бойгонӣ ба хулосае омаданд, ки сӯхтор аз рангҳои сӯзишворӣ, ки пӯсти дирижабльро пӯшидааст, сар задааст. Оташи ҳавопаймои дирижабли Олмон яке аз даҳшатноктарин офати таърихи башарият аст ва ёди ин ҳодисаи мудҳиш то ҳол барои бисёриҳо хеле аламовар аст. Ҳатто имрӯз, зикри вожаҳои «ҳавопаймо» ва «ҳидроген» ҷаҳаннам оташи Ню Ҷерсиро ба вуҷуд меорад, гарчанде ки агар ба таври лозимӣ «хуҷӣ» карда шавад, сабуктарин ва фаровонтарин гази табиат сарфи назар аз хосиятҳои хатарнокаш хеле муфид буда метавонад. Ба гуфтаи шумораи зиёди олимони муосир, давраи воқеии водород ҳанӯз идома дорад, гарчанде ки дар айни замон қисми зиёди дигари ҷомеаи илмӣ ба чунин зуҳуроти шадиди некбинӣ шубҳа доранд. Дар байни оптимистҳо, ки фарзияи аввалро дастгирӣ мекунанд ва ҷонибдорони содиқи идеяи гидроген, албатта, бояд баварияҳои BMW бошанд. Ширкати автомобилсозии олмонӣ эҳтимол аз мушкилоти ногузир дар роҳи иқтисоди водородӣ огоҳ аст ва пеш аз ҳама, душвориҳои гузаштан аз сӯзишвории карбогидридӣ ба гидрогенро бартараф мекунад.

Шӯҳратпарастӣ

Худи идеяи истифодаи сӯзишворӣ, ки аз ҷиҳати экологӣ тоза ва тамомнашаванда аст, ба мисли захираҳои сӯзишворӣ барои инсоният дар чанголи муборизаи энергетикӣ мисли ҷодугарӣ садо медиҳад. Хозир зиёда аз як-ду «чамъияти водородй» мавчуданд, ки вазифаашон аз он иборат аст, ки муносибати мусбатро нисбат ба гази сабук таргиб намуда, мунтазам мачлису симпозиуму выставкахо ташкил кунанд. Масалан, ширкати шинафурӯшии Michelin барои ташкили форуми маъруфи Michelin Challenge Bibendum, як форуми глобалӣ, ки ба гидроген барои сӯзишвории устувор ва мошинҳо нигаронида шудааст, сармоягузории зиёд мекунад.

Аммо оптимизме, ки аз нуткхо дар ин гуна форумхо бармеояд, барои амалй гардондани идилли ачоиби водородй хануз кифоя нест ва ворид шудан ба иктисодиёти водородй дар ин мархалаи технологии тараккиёти тамаддун вокеаи беандоза мураккаб ва амалинашаванда мебошад.

Бо вуҷуди ин, дар вақтҳои охир, инсоният кӯшиш ба харҷ медиҳад, ки манбаъҳои алтернативии энергияро бештар истифода баранд, яъне гидроген метавонад пули муҳим барои нигоҳ доштани энергияи офтоб, бод, об ва биомасса гардад ва онро ба энергияи кимиёвӣ табдил диҳад. ... Ба ибораи содда, ин маънои онро дорад, ки нерӯи барқе, ки ин манбаъҳои табиӣ тавлид мекунанд, наметавонанд дар ҳаҷми калон захира карда шаванд, балки метавонанд барои тавлиди гидроген бо роҳи тақсим кардани об ба оксиген ва гидроген истифода шаванд.

Ҳарчанд аҷиб ба назар мерасад, бархе аз ширкатҳои нафтӣ аз ҳомиёни аслии ин тарҳ ҳастанд, ки аз ҳама мувофиқтарин ширкати бузурги нафтии бритониёии BP аст, ки барои сармоягузории қобили мулоҳиза дар ин самт стратегияи мушаххаси сармоягузорӣ дорад. Албатта, гидрогенро аз манбаъхои карбогидридхои гайритачдидшуда низ истихроч кардан мумкин аст, аммо дар ин сурат инсоният бояд роди далли масъалаи нигод доштани гази карбон дар ин равандро чустучу кунад. Чунин факт бахснопазир аст, ки проблемахои технологии хосил кардан, нигох доштан ва кашондани водород халшавандаанд — дар амал ин газ аллакай ба микдори зиёд истехсол карда шуда, дар саноати химия ва нефту химия хамчун ашьёи хом истифода мешавад. Аммо дар ин мавридҳо арзиши баланди гидроген марговар нест, зеро он ба арзиши баланди маҳсулоте, ки дар синтези он иштирок мекунад, "гудохта мешавад".

Аммо масъалаи ба сифати манбаи энергия истифода бурдани гази сабук то андозае мураккабтар аст. Олимон муддати тӯлонӣ майнаи худро дар ҷустуҷӯи алтернативаи эҳтимолии стратегӣ ба мазут машғул буданд ва то ба ҳол ба ақидаи якдилона омадаанд, ки гидроген аз ҷиҳати экологӣ тозатарин ва бо энергияи кофӣ дастрас аст. Факат вай ба тамоми талаботи зарурй барои гузаштан ба тагйирёбии вазъияти хозира мувофик аст. Зери ҳамаи ин манфиатҳо як далели оддӣ, вале хеле муҳим аст - истихроҷ ва истифодаи гидроген дар атрофи давраи табиии пайвастан ва таҷзияи об мегузарад... Агар инсоният усулҳои истеҳсолиро бо истифода аз манбаъҳои табиӣ, аз қабили энергияи офтоб, шамол ва об такмил диҳад, гидроген метавонад тавлид шавад. ва ба микдори номахдуд бе партовхои зараровар истифода баред. Ҳамчун манбаи барқароршавандаи энергия, гидроген муддати тӯлонӣ натиҷаи таҳқиқоти назаррас дар барномаҳои гуногун дар Амрикои Шимолӣ, Аврупо ва Ҷопон буд. Охирин, дар навбати худ, як қисми корҳо оид ба доираи васеи лоиҳаҳои муштарак мебошанд, ки ба ташкили инфрасохтори мукаммали гидроген, аз ҷумла истеҳсол, нигоҳдорӣ, интиқол ва тақсимот нигаронида шудаанд. Аксар вақт ин пешрафтҳо бо субсидияҳои назарраси давлатӣ ҳамроҳ мешаванд ва ба созишномаҳои байналмилалӣ асос ёфтаанд. Масалан, дар моҳи ноябри соли 2003 Созишномаи байналмилалии шарикии иқтисоди водород ба имзо расид, ки ба он кишварҳои бузургтарини саноатии ҷаҳон, аз қабили Австралия, Бразилия, Канада, Чин, Фаронса, Олмон, Исландия, Ҳиндустон, Италия ва Ҷопон дохил мешаванд. , Норвегия, Корея, Русия, Британияи Кабир, ИМА ва Комиссияи Аврупо. Максад аз ин хамкории байналхалкй «ташкил кардан, хавасманд гардондан ва муттахид намудани чидду чахди ташкилотхои гуногун дар рохи даврони водородй, инчунин дастгирй кардани технологиям истехсол, нигох доштан ва таксим кардани водород мебошад».

Роҳи имконпазири истифодаи ин сӯзишвории аз ҷиҳати экологӣ тоза дар соҳаи автомобилсозӣ метавонад дутарафа бошад. Яке аз онҳо дастгоҳҳое мебошанд, ки бо номи "ҳуҷайраҳои сӯзишворӣ" маъруфанд, ки дар онҳо омехтаи кимиёвии ҳидроген бо оксиген аз ҳаво қувваи барқро ба вуҷуд меорад ва дуюм - таҳияи технологияҳои истифодаи гидрогени моеъ ҳамчун сӯзишворӣ дар цилиндрҳои муҳаррики дарунсӯзии классикӣ мебошад. . Самти дуюм аз ҷиҳати равонӣ ҳам ба истеъмолкунандагон ва ҳам ба ширкатҳои мошинсозӣ наздиктар аст ва BMW ҷонибдори дурахшони он аст.

Истеҳсолот

Холо дар тамоми чахон зиёда аз 600 миллиард мукаабметр водороди соф хосил карда мешавад. Ашьёи хоми асосии истеҳсоли он гази табиӣ мебошад, ки дар раванди бо номи "реформинг" коркард мешавад. Миқдори камтари гидроген тавассути равандҳои дигар, ба монанди электролизи пайвастагиҳои хлор, қисман оксидшавии нафти вазнин, газификацияи ангишт, пиролизи ангишт барои истеҳсоли кокс ва реформинги бензин барқарор карда мешавад. Тақрибан нисфи ҳосили гидроген дар ҷаҳон барои синтези аммиак (ки дар истеҳсоли нуриҳо ҳамчун ашёи хом истифода мешавад), дар коркарди нафт ва синтези метанол истифода мешавад. Ин схемаҳои истеҳсолӣ муҳити зистро ба дараҷаҳои гуногун бор мекунанд ва мутаассифона, ҳеҷ яке аз онҳо алтернативаи қобили мулоҳизае ба вазъи кунунии энергетикӣ пешниҳод намекунанд - аввалан, аз он сабаб, ки онҳо аз манбаъҳои барқарорнашаванда истифода мебаранд ва дуюм, аз он сабаб, ки истеҳсол моддаҳои номатлуб ба монанди карбонро хориҷ мекунад. диоксид, ки гунахкори асосй мебошад. Таъсири гармхона. Пешниҳоди ҷолиб барои ҳалли ин мушкилот чанде пеш аз ҷониби муҳаққиқон, ки аз ҷониби Иттиҳоди Аврупо ва ҳукумати Олмон маблағгузорӣ карда мешаванд, пешниҳод карда шуданд, ки технологияи ба истилоҳ "секвестрӣ" -ро таҳия кардаанд, ки дар он гази оксиди карбон ҳангоми истеҳсоли гидроген аз гази табиӣ тавлид мешавад. майдонхои кухнаи харобшуда. нафт, гази табиӣ ё ангишт. Аммо ба амал баровардани ин процесс кори осон нест, зеро на конхои нефть ва на конхои газ холигии хакикии кишри замин нестанд, балки аксар вакт иншоотхои хокии ковок мебошанд.

Усули ояндадортарини тавлиди гидроген ин таҷзияи об тавассути нерӯи барқ ​​боқӣ мемонад, ки аз мактаби ибтидоӣ маълум аст. Принсип нихоят оддист - ба ду электроди дар ванна об гудохташуда шиддати электр дода мешавад, дар холе ки ионхои заряди мусбати гидроген ба электроди манфй ва ионхои оксигени манфии заряднок ба электроди мусбат мегузаранд. Дар амал барои ин таҷзияи электрохимиявии об якчанд усулҳои асосӣ – «электролизи сілтӣ», «электролизи мембрана», «электролизи фишори баланд» ва «электролизи ҳарорати баланд» истифода мешаванд.

Агар арифметикаи оддии таксим ба масъалаи нихоят мухимми пайдоиши кувваи электр, ки барои ин максад зарур аст, халал намерасонд, хама чиз мукаммал мебуд. Гап дар сари он аст, ки дар айни замой аз истедсоли он ногузир мадсулоти зарарноки иловагй мебарорад, ки микдор ва навъи он вобаста ба тарзи кор фарк мекунад ва пеш аз дама, истедсоли кувваи электр процесси бесамар ва хеле гарон аст.

Шикастани шадиди шадид ва бастани гардиши энергияи тоза дар айни замон танҳо дар ҳолати истифодаи энергияи табиӣ ва махсусан офтоб барои тавлиди нерӯи барқ ​​барои таҷзияи об зарур аст. Ҳалли ин мушкил, бешубҳа, вақт, пул ва саъйи зиёдро талаб мекунад, аммо дар бисёре аз кишварҳои ҷаҳон бо ин роҳ тавлиди нерӯи барқ ​​аллакай воқеият шудааст.

Масалан, BMW дар бунёд ва рушди нерӯгоҳҳои барқи офтобӣ нақши фаъол дорад. Станцияи электрикие, ки дар шахри хурди Нойбурги Бавария сохта шудааст, барои хосил кардани энергияе, ки водороди хосил мекунад, аз фотоэлектрикхо истифода мебарад. Системахое, ки аз энергияи офтобй барои гарм кардани об истифода мебаранд, махсусан чолиби диккатанд, мегуянд муҳандисони ширкат ва буғ дар натиҷа генераторҳои барқро таъмин мекунад - ин гуна нерӯгоҳҳои офтобӣ аллакай дар биёбони Мохавеи Калифорния кор мекунанд, ки 354 МВт нерӯи барқ ​​тавлид мекунад. Нерӯи шамол низ аҳамияти бештар пайдо мекунад ва нерӯгоҳҳои бодӣ дар соҳилҳои кишварҳо ба монанди ИМА, Олмон, Нидерландия, Белгия ва Ирландия нақши рӯзафзуни иқтисодӣ доранд. Инчунин ширкатҳое ҳастанд, ки гидрогенро аз биомасса истихроҷ мекунанд, дар қисматҳои гуногуни ҷаҳон.

Ҷойгиршавии захираҳо

Хидрогенро ба миқдори зиёд ҳам дар фазаҳои газ ва ҳам дар моеъ нигоҳ доштан мумкин аст. Калонтарин ин обанборҳо, ки дар онҳо гидроген фишори нисбатан паст дорад, "ҳисобкунакҳои газ" номида мешаванд. Зарфҳои миёна ва хурд барои дар фишори 30 бар нигоҳ доштани гидроген мувофиқанд, дар ҳоле ки хурдтарин зарфҳои махсус (дастгоҳҳои гаронбаҳо аз пӯлоди махсус ё маводи таркиби бо нахи карбон тақвиятёфта) фишори доимии 400 барро нигоҳ медоранд.

Гидрогенро инчунин дар фазаи моеъ дар -253°С дар як воҳиди ҳаҷм нигоҳ доштан мумкин аст, ки дорои энергияи 0 маротиба бештар аз он аст, ки дар 1,78 бар нигоҳ дошта мешавад - барои ба даст овардани миқдори эквиваленти энергия дар гидрогени моеъ барои як воҳиди ҳаҷм, газ бояд фишурда шавад. ба 700 бар. Маҳз аз сабаби самаранокии баланди энергетикии гидрогени хунукшуда BMW бо концерни яхдонҳои олмонии Linde, ки дастгоҳҳои муосири криогениро барои моеъ ва нигоҳдории гидроген таҳия кардааст, ҳамкорӣ мекунад. Олимон инчунин алтернативаҳои дигари нигоҳдории гидрогенро, вале камтар татбиқшавандаро пешниҳод мекунанд, масалан, дар зери фишор нигоҳ доштан дар орди махсуси металлӣ дар шакли гидридҳои металлӣ ва ғайра.

Нақлиёт

Дар минтақаҳое, ки дорои консентратсияи баланди корхонаҳои кимиёвӣ ва заводҳои коркарди нафт мебошанд, аллакай шабакаи интиқоли гидроген ташкил карда шудааст. Дар маҷмӯъ, технология ба интиқоли гази табиӣ шабеҳ аст, аммо истифодаи охирин барои эҳтиёҷоти гидроген на ҳамеша имконпазир аст. Аммо, ҳатто дар асри гузашта, бисёр хонаҳо дар шаҳрҳои Аврупо тавассути лӯлаи гази сабук мунаввар шуданд, ки дар таркибашон то 50% гидроген дошт ва ҳамчун сӯзишворӣ барои аввалин муҳаррикҳои стационарии дохилии сӯхт истифода мешуд. Сатҳи технологияи имрӯза инчунин имкон медиҳад, ки интиқоли гидрогени моеъ тавассути танкерҳои мавҷудаи криогенӣ, ба монанди газҳои табиӣ, интиқол дода шавад. Дар айни замон, олимон ва муҳандисон дар соҳаи эҷоди технологияҳои мувофиқи моеъ ва интиқоли гидроген моеъ умеди калон ва саъй доранд. Ба ин маъно, маҳз ин киштиҳо, зарфҳои криогении роҳи оҳан ва мошинҳои боркаш метавонанд заминаи интиқоли ояндаи гидроген шаванд. Дар моҳи апрели соли 2004, дар наздикии фурудгоҳи Мюнхен, аввалин навъи пуркунандаи гидрогении моеъ, ки онро BMW ва Steyr якҷоя таҳия кардаанд, кушода шуд. Бо ёрии он, пур кардани зарфҳо бо ҳидрогени моеъ комилан ба таври худкор, бидуни ширкат ва бидуни хатари ронандаи мошин сурат мегирад.