Туршилтын хөтөч BMW ба устөрөгч: нэгдүгээр хэсэг

Аварга том онгоц Нью Жерсигийн ойролцоо буух газар руу дөхөж байхад удахгүй болох шуурганы архиралт тэнгэрт цуурайтаж байв. 6 оны 1937-р сарын 97-нд Хинденбургийн дирижабль энэ улирлын анхны нислэгээ хийж, XNUMX зорчигчтой болов.

Хэдэн өдрийн дараа устөрөгчөөр дүүргэсэн асар том бөмбөлөг Майн дахь Франкфурт руу нисэх гэж байна. Нислэгийн бүх суудлыг Их Британийн хаан VI Жорж хаан ширээнд залах ёслолын ёслолын ёслолын гэрч болохыг харах хүсэлтэй Америкийн иргэд эртнээс хадгалж ирсэн боловч эдгээр зорчигчид хэзээ ч нисэх онгоцны аварга том хөлөг онгоцонд суухгүй гэсэн шийдвэрийг гаргажээ.

Агаарын хөлгийг газардах бэлтгэл ажил дууссаны дараахан түүний командлагч Розендал түүний их бие дээр гал гарч байгааг анзаарсан бөгөөд хэдхэн секундын дараа асар том бөмбөг аймшигтай нисдэг гуалин болж хувирч, хагас жилийн дараа газар дээр зөвхөн өрөвдмөөр металлын хэсгүүд үлджээ. минут. Энэ түүхийн хамгийн гайхмаар зүйл бол шатаж буй агаарын хөлөгт байсан олон зорчигч эцэст нь амьд үлдэж чадсан явдал юм.

Гүн Фердинанд фон Зеппелин 1917-р зууны төгсгөлд агаараас хөнгөн тээврийн хэрэгсэлд нисч, хөнгөн хий дүүргэсэн онгоцны бүдүүвч зургийг гаргаж, түүнийг хэрэгжүүлэх төслүүдийг эхлүүлэхийг мөрөөддөг байв. Зеппелин өөрийн бүтээлийг хүмүүсийн амьдралд аажмаар орж ирэхийг харахын тулд хангалттай урт насалж, 1923 онд улс нь Дэлхийн 129-р дайнд ялагдахын өмнөхөн таалал төгссөн бөгөөд Версалийн гэрээгээр түүний хөлөг онгоцыг ашиглахыг хориглосон байв. Зеппелинүүд олон жилийн турш мартагдсан байсан ч Гитлер засгийн эрхэнд гарсны дараа бүх зүйл толгой эргэх хурдаар дахин өөрчлөгдөж байна. Zeppelin-ийн шинэ дарга, доктор Уго Экнер дирижабль хийцлэхэд технологийн хэд хэдэн чухал өөрчлөлт шаардлагатай бөгөөд үүнд гол нь шатамхай, аюултай устөрөгчийг гелигаар орлуулах явдал гэдэгт бат итгэжээ. Гэвч харамсалтай нь тухайн үед энэхүү стратегийн түүхий эдийн цорын ганц үйлдвэрлэгч байсан АНУ XNUMX онд Конгрессоос баталсан тусгай хуулийн дагуу гелийг Герман улсад зарж чадахгүй байв. Тиймээс LZ XNUMX нэртэй шинэ хөлөг онгоцыг эцэст нь устөрөгчөөр дүүргэдэг.

Хөнгөн хөнгөн цагааны хайлшаар хийсэн асар том шинэ бөмбөлөг барих урт нь бараг 300 метр, диаметр нь 45 метр юм. Титаниктай дүйцэх аварга том онгоц нь тус бүрдээ 16 морины хүчтэй 1300 цилиндртэй дөрвөн дизель хөдөлгүүртэй. Мэдээжийн хэрэг, Гитлер "Хинденбург" -ийг нацист Германы суртал ухуулгын тод бэлгэдэл болгох боломжийг алдалгүй алдаж, түүний мөлжлөгийг түргэсгэхийн тулд бүх зүйлийг хийсэн. Үүний үр дүнд аль хэдийн 1936 онд "гайхамшигтай" дирижабль нь Атлантын далайд тогтмол нислэг үйлддэг байв.

1937 оны анхны нислэгээр Нью Жерсигийн буух газар сэтгэл хөдөлсөн үзэгчид, урам зоригтой уулзалтууд, хамаатан садан, сэтгүүлчдээр дүүрэн байсан бөгөөд тэдний ихэнх нь шуурга намжихыг олон цагаар хүлээсэн байв. Радио хүртэл сонирхолтой үйл явдлыг сурвалжилдаг. Хэзээ нэгэн цагт спикерийн чимээгүй байдал тасалдсан бөгөөд тэр хэсэг хугацааны дараа "Тэнгэрээс асар том галт бөмбөг унаж байна! Амьд хэн ч байхгүй ... Усан онгоц гэнэт асч, тэр даруй аварга том бамбар мэт харагдана. Сандарсан зарим зорчигч аймшигт галаас мултрахын тулд гондолоос үсэрч эхэлсэн боловч зуун метрийн өндөртэй тул үхэлд хүргэжээ. Эцсийн эцэст агаарын хөлөг газар руу ойртохыг хүлээсэн зорчигчдын цөөхөн нь л амьд үлдсэн ч тэдний олонх нь маш их шатсан байна. Хэзээ нэгэн цагт хөлөг гал түймрийн хор хөнөөлийг тэсвэрлэх чадваргүй болж, нуман дахь олон мянган литр тогтворжуулагч ус газарт цутгаж эхлэв. Хинденбургийн жагсаалтад маш хурдан, шатаж буй арын хэсэг нь газарт унаж, 34 секундын дотор бүрэн сүйрдэг. Үзэсгэлэнгийн цочирдол газар цугларсан олныг чичиргээ. Тухайн үед ослын албан ёсны шалтгааныг устөрөгчийн гал асаахад хүргэсэн аянга гэж үздэг байсан ч сүүлийн жилүүдэд Герман, Америкийн шинжээчид олон шуургыг ямар ч асуудалгүйгээр туулсан Хинденбург хөлөг онгоцны эмгэнэлт явдал гэж эрс маргаж байна. , гамшгийн шалтгаан болсон. Архивын бичлэгийг олон удаа ажигласны эцэст тэд агаарын хөлгийн арьсыг шатамхай будгаар бүрхсэний улмаас гал гарсан гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Германы агаарын хөлөгт гарсан гал нь хүн төрөлхтний түүхэн дэх хамгийн аймшигт гамшгийн нэг бөгөөд энэхүү аймшигт үйл явдлын дурсамж олон хүний ​​хувьд маш их гашуун зовлонтой хэвээр байна. Өнөөдрийг хүртэл "агаарын хөлөг", "устөрөгч" гэсэн үгсийг дурдах нь Нью Жерсигийн галт тамыг санагдуулдаг боловч хэрэв зохих ёсоор "гэршүүлэх" тохиолдолд байгальд хамгийн хөнгөн бөгөөд элбэг дэлбэг хий нь аюултай шинж чанартай хэдий ч маш ашигтай байж болох юм. Орчин үеийн олон тооны эрдэмтдийн үзэж байгаагаар устөрөгчийн жинхэнэ эрин үе үргэлжилсээр байгаа ч шинжлэх ухааны нийгэмлэгийн бусад хэсэг нь өөдрөг үзлийн ийм эрс тэс илрэлүүдэд эргэлзэж байна. Эхний таамаглалыг дэмжиж буй өөдрөг үзэлтнүүдийн дунд устөрөгчийн санааг хамгийн тууштай дэмжигчид нь мэдээж BMW-ийн Баваричууд байх ёстой. Германы автомашины компани устөрөгчийн эдийн засагт хүрэх замд гарах зайлшгүй сорилтуудыг хамгийн сайн мэддэг бөгөөд юуны түрүүнд нүүрсустөрөгчийн түлшнээс устөрөгч рүү шилжихэд тулгарч буй бэрхшээлийг даван туулж чадсан байх.

Амбиц

Шатахууны нөөц шиг байгальд ээлтэй, шавхагдашгүй түлш хэрэглэх санаа нь эрчим хүчний тэмцэл дунд байгаа хүн төрөлхтний хувьд ид шид мэт сонсогдож байна. Өнөөдөр гэрлийн хийд эерэг хандлагыг төлөвшүүлэх, уулзалт, симпозиум, үзэсгэлэнг байнга зохион байгуулах зорилготой ганц хоёр "устөрөгчийн нийгэмлэг" байдаг. Жишээлбэл, Michelin дугуйны компани тогтвортой түлш, автомашинд зориулсан устөрөгчийн асуудалд анхаарлаа хандуулдаг дэлхий даяар алдартай Michelin Challenge Bibendum форумыг зохион байгуулахад ихээхэн хөрөнгө оруулалт хийж байна.

Гэсэн хэдий ч ийм форум дээр хэлсэн үгнээс үүдэлтэй өөдрөг үзэл нь устөрөгчийн гайхамшигт идиллиг бодитоор хэрэгжүүлэхэд хангалтгүй хэвээр байгаа бөгөөд устөрөгчийн эдийн засагт орох нь соёл иргэншлийн хөгжлийн энэ технологийн үе шатанд хязгааргүй төвөгтэй, боломжгүй үйл явдал юм.

Сүүлийн үед хүн төрөлхтөн эрчим хүчний альтернатив эх үүсвэрийг улам бүр ашиглахыг эрмэлзэж байгаа бөгөөд устөрөгч нь нар, салхи, ус, биомассын эрчим хүчийг хадгалах, химийн энерги болгон хувиргах чухал гүүр болж чадна. ... Энгийн үгээр хэлбэл эдгээр байгалийн эх үүсвэрээс бий болсон цахилгаан эрчим хүчийг их хэмжээгээр хадгалах боломжгүй, харин усыг хүчилтөрөгч, устөрөгч болгон задалж устөрөгч үйлдвэрлэхэд ашиглаж болно гэсэн үг юм.

Хачирхалтай сонсогдож байгаа ч зарим газрын тосны компаниуд энэ схемийг гол дэмжигчдийн тоонд багтдаг бөгөөд эдгээрээс хамгийн тууштай нь энэ чиглэлд томоохон хөрөнгө оруулалт хийх тодорхой хөрөнгө оруулалтын стратегитай Британийн газрын тосны аварга BP юм. Мэдээжийн хэрэг, устөрөгчийг нөхөн сэргээгдэхгүй нүүрсустөрөгчийн эх үүсвэрээс гаргаж авах боломжтой боловч энэ тохиолдолд хүн төрөлхтөн энэ процесст олж авсан нүүрстөрөгчийн давхар ислийг хадгалах асуудлыг шийдэх гарцыг хайх ёстой. Устөрөгчийг үйлдвэрлэх, хадгалах, тээвэрлэх технологийн асуудлыг шийдвэрлэх боломжтой гэдэг нь маргаангүй үнэн бөгөөд бодит байдал дээр энэ хий аль хэдийн их хэмжээгээр үйлдвэрлэгдэж, химийн болон нефть химийн үйлдвэрүүдэд түүхий эд болгон ашиглагдаж байна. Гэсэн хэдий ч эдгээр тохиолдолд устөрөгчийн өндөр өртөг нь үхэлд хүргэдэггүй, учир нь энэ нь нийлэгжилтэнд оролцож буй бүтээгдэхүүний өндөр өртөгт "хайлж" байдаг.

Гэсэн хэдий ч хөнгөн хийг эрчим хүчний эх үүсвэр болгон ашиглах асуудал арай илүү төвөгтэй байдаг. Эрдэмтэд удаан хугацааны турш шатах тослох материалаас өөр стратегийн хувилбар хайж байсан бөгөөд устөрөгч нь байгаль орчинд хамгийн ээлтэй, хангалттай эрчим хүч байдаг гэсэн санал нэгтэй санал нэгтэй байна. Зөвхөн тэр одоогийн статус квог өөрчлөхөд саадгүй шилжихэд шаардлагатай бүх шаардлагыг хангаж байна. Эдгээр бүх ашиг тусын үндэс нь энгийн боловч маш чухал баримт юм - устөрөгчийг олборлох, ашиглах нь усны нэгдэл, задралын байгалийн мөчлөгийн эргэн тойронд эргэлддэг ... Хэрэв хүн төрөлхтөн нарны эрчим хүч, салхи, ус зэрэг байгалийн эх үүсвэрийг ашиглан үйлдвэрлэлийн аргыг сайжруулбал устөрөгчийг гаргаж авах боломжтой. мөн ямар нэгэн хорт хий ялгаруулахгүйгээр хязгааргүй хэмжээгээр хэрэглэнэ. Сэргээгдэх эрчим хүчний эх үүсвэрийн хувьд устөрөгч нь Хойд Америк, Европ, Япон дахь янз бүрийн хөтөлбөрүүдийн томоохон судалгааны үр дүн байсаар ирсэн. Сүүлийнх нь устөрөгчийн үйлдвэрлэл, хадгалалт, тээвэрлэлт, түгээлт зэрэг иж бүрэн дэд бүтцийг бий болгоход чиглэсэн өргөн хүрээний хамтарсан төслүүдийн ажлын нэг хэсэг юм. Ихэнхдээ эдгээр бүтээн байгуулалтууд нь засгийн газраас ихээхэн хэмжээний татаас дагалддаг бөгөөд олон улсын гэрээ хэлэлцээрт үндэслэдэг. Тухайлбал, 2003 оны арваннэгдүгээр сард Австрали, Бразил, Канад, Хятад, Франц, Герман, Исланд, Энэтхэг, Итали, Япон зэрэг дэлхийн томоохон аж үйлдвэржсэн орнуудыг багтаасан Устөрөгчийн эдийн засгийн түншлэлийн олон улсын хэлэлцээрт гарын үсэг зурсан. , Норвеги, Солонгос, Орос, Их Британи, АНУ, Европын комисс. Энэхүү олон улсын хамтын ажиллагааны зорилго нь "устөрөгчийн эрин үе рүү шилжих замд янз бүрийн байгууллагуудын хүчин чармайлтыг зохион байгуулах, идэвхжүүлэх, нэгтгэх, түүнчлэн устөрөгчийг үйлдвэрлэх, хадгалах, түгээх технологийг бий болгоход дэмжлэг үзүүлэх" юм.

Энэхүү байгаль орчинд ээлтэй түлшийг автомашины салбарт ашиглах боломжит зам нь хоёр талтай. Үүний нэг нь устөрөгчийг агаараас хүчилтөрөгчтэй химийн нэгдлээс нь цахилгаан ялгаруулдаг "түлшний эс" гэж нэрлэгддэг төхөөрөмж, хоёрдугаарт шингэн устөрөгчийг сонгодог дотоод шаталтат хөдөлгүүрийн цилиндрт түлш болгон ашиглах технологийг хөгжүүлэх явдал юм. . Хоёрдахь чиглэл нь хэрэглэгчид болон автомашины компаниудад сэтгэл зүйн хувьд илүү ойр байдаг бөгөөд BMW нь түүний хамгийн тод дэмжигч юм.

Үйлдвэрлэл

Одоогоор дэлхий даяар 600 тэрбум шоо метр цэвэр устөрөгч үйлдвэрлэж байна. Үүнийг үйлдвэрлэх гол түүхий эд нь байгалийн хий бөгөөд үүнийг "шинэчлэлийн" гэж нэрлэдэг процессоор боловсруулдаг. Бага хэмжээний устөрөгчийг хлорын нэгдлүүдийн электролиз, хүнд тосыг хэсэгчлэн исэлдүүлэх, нүүрсийг хийжүүлэх, кокс үйлдвэрлэх нүүрсний пиролиз, бензинийг шинэчлэх зэрэг бусад процессоор олж авдаг. Дэлхийн устөрөгчийн үйлдвэрлэлийн бараг тал хувь нь аммиакийн нийлэгжилтэнд (бордоо үйлдвэрлэхэд түүхий эд болгон ашигладаг), газрын тос боловсруулах, метанолын нийлэгжилтэд ашиглагддаг. Эдгээр үйлдвэрлэлийн схемүүд нь хүрээлэн буй орчныг янз бүрийн хэмжээгээр дарамталдаг бөгөөд харамсалтай нь тэдгээрийн аль нь ч одоогийн эрчим хүчний статус-квогийн хувьд чухал ач холбогдолтой хувилбарыг санал болгодоггүй - нэгдүгээрт, сэргээгдэхгүй эх үүсвэр ашигладаг, хоёрдугаарт, энэ үйлдвэрлэл нь нүүрстөрөгч зэрэг хүсээгүй бодисуудыг ялгаруулдаг. гол буруутан болох давхар исэл. Хүлэмжийн нөлөө. Энэхүү асуудлыг шийдэх сонирхолтой саналыг саяхан Европын холбоо, Германы засгийн газрын санхүүжилтээр байгалийн хийнээс устөрөгч үйлдвэрлэх явцад үүссэн нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шахдаг "нууцлах" технологийг бий болгосон судлаачид гаргажээ. хуучин шавхагдсан талбайнууд. газрын тос, байгалийн хий эсвэл нүүрс. Гэсэн хэдий ч газрын тос, байгалийн хийн ордууд нь дэлхийн царцдасын жинхэнэ хөндий биш, ихэнхдээ сүвэрхэг элсэрхэг бүтэцтэй байдаг тул энэ процессыг хэрэгжүүлэхэд тийм ч хялбар биш юм.

Устөрөгч үйлдвэрлэх ирээдүйн хамгийн ирээдүйтэй арга бол бага сургуулиас хойш мэдэгдэж байсан усыг цахилгаанаар задлах явдал юм. Энэ зарчим нь маш энгийн - усан ваннд дүрсэн хоёр электрод цахилгаан хүчдэлийг хэрэглэдэг бол эерэг цэнэгтэй устөрөгчийн ионууд сөрөг электрод руу, сөрөг цэнэгтэй хүчилтөрөгчийн ионууд эерэг электрод руу очдог. Практикт усны электрохимийн задралд хэд хэдэн үндсэн аргыг ашигладаг - "шүлтлэг электролиз", "мембран электролиз", "өндөр даралтын электролиз", "өндөр температурт электролиз".

Хэрэв хуваах энгийн арифметик нь энэ зорилгод шаардлагатай цахилгааны гарал үүслийн тухай маш чухал асуудалд саад учруулахгүй бол бүх зүйл төгс болно. Үнэн хэрэгтээ одоогийн байдлаар түүнийг үйлдвэрлэхэд зайлшгүй хортой дайвар бүтээгдэхүүн ялгардаг бөгөөд түүний хэмжээ, төрөл нь хэрхэн хийгдсэнээс хамаарч өөр өөр байдаг бөгөөд юуны түрүүнд цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэх нь үр ашиггүй, маш өндөр өртөгтэй процесс юм.

Муу муухай явдлыг таслан зогсоож, цэвэр эрчим хүчний эргэлтийг хаах нь зөвхөн байгалийн болон ялангуяа нарны эрчим хүчийг ашиглан ус задлахад шаардлагатай цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэхэд л боломжтой юм. Энэ даалгаврыг шийдвэрлэхэд маш их цаг хугацаа, мөнгө, хүч шаардагдах нь дамжиггүй, гэхдээ дэлхийн олон оронд ийм аргаар цахилгаан үйлдвэрлэх нь хэдийнээ бодит зүйл болжээ.

Жишээлбэл, BMW нарны цахилгаан станцыг бий болгох, хөгжүүлэхэд идэвхтэй үүрэг гүйцэтгэдэг. Баварийн Нойбург хэмээх жижиг хотод баригдсан цахилгаан станц нь устөрөгч үүсгэдэг эрчим хүч үйлдвэрлэхийн тулд фотоволтайк эсийг ашигладаг. Ус халаахын тулд нарны эрчим хүчийг ашигладаг системүүд нь онцгой сонирхолтой бөгөөд үүнээс үүссэн уур нь цахилгаан үүсгүүрүүдийг ажиллуулдаг - ийм нарны станцууд Калифорни дахь Мохаве цөлд аль хэдийн ажиллаж байгаа бөгөөд 354 МВт цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. АНУ, Герман, Нидерланд, Бельги, Ирланд зэрэг орнуудын эрэг дээрх салхин цахилгаан станцууд эдийн засгийн чухал үүрэг гүйцэтгэж байгаа тул салхины эрчим хүч улам бүр чухал болж байна. Мөн дэлхийн өнцөг булан бүрт биомассаас устөрөгч гаргаж авдаг компаниуд байдаг.

Хадгалалтын байршил

Устөрөгчийг хийн ба шингэн үе шатанд их хэмжээгээр хадгалах боломжтой. Устөрөгч харьцангуй бага даралттай байдаг эдгээр усан сангийн хамгийн том нь "хийн тоолуур" гэж нэрлэгддэг. Дунд болон бага хэмжээтэй танк нь устөрөгчийг 30 бар даралтанд хадгалахад тохиромжтой байдаг бол хамгийн жижиг тусгай сав (карбон файлаар бэхжүүлсэн тусгай ган буюу нийлмэл материалаар хийсэн үнэтэй төхөөрөмжүүд) 400 даралтыг тогтмол барьдаг.

Устөрөгчийг мөн нэгж эзэлхүүн дэх -253°С-т шингэн фазад хадгалах боломжтой бөгөөд 0 бар-д хадгалснаас 1,78 дахин их энерги агуулсан байдаг - нэгж эзэлхүүн дэх шингэрүүлсэн устөрөгчтэй тэнцэх хэмжээний энергитэй байхын тулд хийг шахах шаардлагатай. 700 бар хүртэл. Хөргөсөн устөрөгчийн эрчим хүчний хэмнэлт өндөртэй учраас BMW нь устөрөгчийг шингэрүүлэх, хадгалах орчин үеийн криоген төхөөрөмжийг бүтээсэн Германы Linde хөргөлтийн концернтэй хамтран ажиллаж байна. Эрдэмтэд устөрөгчийн хуримтлалаас бусад боловч хэрэглэх боломжгүй хувилбаруудыг санал болгож байна, жишээлбэл, металл гидрид хэлбэрээр тусгай металл гурилд даралтын дор хадгалах гэх мэт.

Тээвэр

Химийн үйлдвэрүүд, газрын тос боловсруулах үйлдвэрүүдийн төвлөрөл өндөртэй газруудад устөрөгч дамжуулах сүлжээ аль хэдийнэ байгуулагдсан. Ерөнхийдөө технологи нь байгалийн хийн тээвэрлэлттэй төстэй боловч сүүлийнх нь устөрөгчийн хэрэгцээнд ашиглах нь үргэлж боломжгүй байдаг. Гэсэн хэдий ч, өнгөрсөн зууны үед ч Европын хотуудын олон байшинг хөнгөн хий дамжуулах хоолойгоор асааж, 50% хүртэл устөрөгч агуулсан бөгөөд анхны суурин дотоод шаталтын хөдөлгүүрт түлш болгон ашиглаж байжээ. Өнөөдрийн технологийн түвшин нь шингэрүүлсэн устөрөгчийг тив дамжуулж, байгалийн хийд ашигладагтай адил криоген агуулсан цистернүүдээр дамжуулан тээвэрлэх боломжийг олгодог. Одоогийн байдлаар шингэн устөрөгчийг шингэрүүлэх, тээвэрлэх хангалттай технологийг бий болгох чиглэлээр эрдэмтэд, инженерүүд хамгийн их найдвар, хамгийн их хүчин чармайлт гаргаж байна. Энэ утгаараа эдгээр усан онгоц, төмөр замын криогенийн танк, ачааны машинууд нь ирээдүйн устөрөгчийг тээвэрлэх үндэс суурь болж чадна. 2004 оны XNUMX-р сард BMW, Steyr нарын хамтран бүтээсэн анхны шингэрүүлсэн устөрөгчийн шатахуун түгээх станцыг Мюнхений нисэх онгоцны буудлын ойролцоо нээлээ. Түүний тусламжтайгаар танкийг шингэрүүлсэн устөрөгчөөр дүүргэх нь автомашины жолоочийн оролцоогүй, эрсдэлгүйгээр бүрэн автоматаар хийгддэг.