Топливо из воздуха - технология обозримого будущего

  Из чего только люди не научились производить топливо - из нефти, торфа, опилок, древесных листьев, урановой руды, даже из «тяжёлой» воды. Но чтобы получать топливо из воздуха – не слишком ли дерзкая мысль?

  Мысль, возможно, и дерзкая, но… Небольшой британской компании это сделать удалось. Многие подумают: каким образом, не с помощью ли волшебства?  Но, как говорят британские учёные, хоть они и впервые использовали именно эту технологию, что-то подобное в лабораториях химики делали и раньше. Ведь Фридрих Вёлер ещё в 1827 году из неорганических веществ синтезировал первое органическое вещество – мочевину (карбамид)!

  Для того чтобы понять, как вообще можно что-либо сделать из воздуха, давайте взглянем на его состав. 78-79% воздуха – это азот. То есть, можно сказать, воздух – это загрязнённый азот. Чуть более 20% воздуха составляет кислород. Ага, значит воздух – это азот с примесью кислорода. Где-то около 0,8% наберётся на благородные газы: гелий, неон, аргон, криптон, ксенон и радон. Раньше их называли инертными газами, так как в обычных условиях они «не желают» вступать ни в какие химические реакции. Но человеку удалось со многими этими газами образовать соединения, и, похоже, что только гелий является по-настоящему инертным, ну и, может быть, неон. По степени инертности гелий – самый инертный химический элемент. Вообще молекулы благородных газов одноатомны, их атомы «не хотят» вступать в химическую связь даже друг с другом! Углекислого газа – в среднем 0,3%. Вода в виде газообразного пара и микроскопических капелек также обязательно входит в состав воздуха, чаще всего от 0,2 до 0,5%, но в особо влажных местах может достигать и 6%! Это мы перечислили постоянные составляющие воздуха. Но в воздухе ещё всегда содержатся какие-нибудь другие, непостоянные примеси: различные газы вроде метана, оксидов азота, аммиака, угарного газа и т.д., а также пылевые частицы, пыльца растений, всякие вирусы, бактерии и споры грибов. Но в общей сложности всё это «добро» обычно не превышает и одного процента.

  Итак, что нам важно: воздух представляет собой азот с кислородом, чуть-чуть углекислого газа и воды. Учёные, в принципе уже давно умеют из азота, углекислого газа и воды производить органические вещества. Если взять только воду и углекислый газ, можно сделать углеводородную органику, например, метан, этан и т.д. Однако если это возможно, то почему не делают? А сильно накладно: существующие методы больше забирают энергии, чем дают.

  Так вот, учёным из компании Air Fuel Synthesis впервые удалось близко подобраться к критическому уровню «рентабельного производства» топлива из воздуха. Ещё в августе они синтезировали пять литров органического топлива из углекислого газа и воды. О полученном органическом веществе они говорят, что это – соединение, являющееся углеводородным производным. Сразу здесь заметим, что любое органическое вещество – это либо углеводород, либо его производное, коими могут быть спирты, альдегиды, углеводы, жиры, белки и т.д. Какой именно углеводород они получили? Речь может идти о нескольких углеводородных производных, которые могут в своём составе содержать и кислород, а могут и не содержать. Что-то наподобие бензина, ведь в нём – десятки органических веществ. Но можно сконцентрировать усилия и на получении конкретного углеводорода, к примеру, изооктана, говорит Стив Коннор.

  Нынешняя установка работает пока с  помощью национальной электросети, но через два года компания планирует построить более мощную установку, которая будет получать энергию ветра либо солнечную энергию. Как сообщает Питер Харрисон, глава компании, их топливо хорошо вписывается в существующую ныне инфраструктуру, двигатели внутреннего сгорания прекрасно на нём работают. Пока себестоимость топлива из воздуха довольно высока, но, как говорит Клаус Лакнер, профессор из Колумбийского университета Нью-Йорк, любая инновационная технология поначалу очень дорога, но со временем она становится дешевле предшествующих технологий. Он приводит пример с азотом. Раньше, говорит он, люди мучились, добывая азот из горных пород, извлекая из них нитраты и нитриты. Азот был достаточно дорогим. Но  когда научились добывать и связывать азот из воздуха в промышленных масштабах, азот и его соли стали гораздо дешевле, хотя в начале технология тоже была достаточно дорогой.

  Учёные надеются, что их революционная технология поможет изменить к лучшему «экономические и природные ландшафты Британии».

  Помимо их нынешнего, пилотного, проекта, сотрудники компании уже задумываются ещё об одном начинании, не менее дерзком. Солнечной энергии поступает на нашу планету много, но по-настоящему эффективно пока получают эту энергию только в регионах с обильной солнечной радиацией. То есть там, где много прямого солнечного света. К примеру, в пустыне Сахаре. Но ведь и у нас, в Великобритании, бывают жаркие солнечные деньки, рассуждают учёные компании. В это время вполне можно использовать солнечную энергию для разложения воды на кислород и водород (необходимо пропускать через постоянный электрический ток и/или нагревать воду до 2000 градусов). Водород – прекраснейшее топливо и отличный источник электроэнергии. Чем хорош водород в качестве топлива? Соединяясь с кислородом, он образует воду. Это и есть единственный «отход». Минусы тоже есть. Энергии при сгорании водорода получается чуть поменьше, чем при сгорании метана. Его несколько труднее хранить, так как он сильно уж летуч и лёгок. И, конечно же, для него нужна совершенно новая инфраструктура: трубы придётся модифицировать, двигатели – менять, и тому подобное. Но главное – чистейшая экология и неисчерпаемость! Да и в производстве углеводородного сырья его можно использовать. Наше Вселенский обогреватель выручит и здесь – будем надеяться, Солнце в будущем поможет нам получать молекулярный водород из воды.