Перспективы использования алюминия в энергетической сфере
Алюминий находит широкое применение в самых различных сферах, и каждый день открываются новые направления его использования. К примеру, алюминий очень энергоемкий материал. Уже доказано, что если взять условную единицу объема элемента, то выяснится: в нем заключено в два с половиной раза больше энергии, чем в бензине.
Энергоемкость алюминия
Одним из самых наглядных примеров использования энергии алюминия можно считать всевозможные взрывчатые вещества, которые изготавливаются с применением алюминиевой пудры. Это один из основных компонентов многих взрывчатых элементов.
Еще одним доказательством хорошей энергоемкости алюминия становится выделение водорода. Ученые на протяжении долгих лет изучали свойства алюминия и его взаимодействие с другими материалами и элементами. Если кусок алюминия опустить под воду и попробовать поскоблить его поверхность каким-нибудь острым предметом (или же воздействовать щелочными растворами), начнется выделение водорода. Многие исследователи утверждают, что водород, использующийся вместе с кислородом, содержащемся в воздухе, и электроприводом, обеспечит суммарный коэффициент полезного действия любой энергоустановки на алюминиевом топливе выше, чем коэффициент полезного действия при использовании нефтепродуктов.
Применение энергоемкости алюминия
Все чаще высказываются предположения, что энергетическая система, основанная на окислении алюминия, может быть применима при питании топливных ячеек и составит серьезную конкуренцию двигателям на основе бензина. В том случае, если технология топливных ячеек приобретет широкое распространение, методика извлечения водорода с помощью алюминия оправдает себя по всем критериям, в том числе и экономическим: КПД различных систем на топливных элементах составляет семьдесят пять процентов, в то время как двигатель внутреннего сгорания достигает отметки только в двадцать пять процентов.
Нанопорошок
О нанотехнологиях сегодня говорят всё чаще. Большое распространение получила идея об использовании частиц алюминия, диаметр которых составляет около 100 нм — алюминиевого нанопорошка. Получение такого порошка стало возможным в результате осуществления электрического взрыва проводника из алюминия. Нанопорошок обладает рядом неоспоримых преимуществ перед другими видами топлива, в том числе большой степенью экологичности, довольно высоким уровнем энергоемкости, очевидной безопасностью хранения. К тому же его производство не отличается особой сложностью и вполне осуществимо на многих промышленных предприятиях. Именно поэтому исследователи и разработчики предполагают, что этот альтернативный вид топлива станет со временем популярнее, чем двигатели внутреннего сгорания.
Бензин или алюминий?
Большинство энергетических компаний даже не подозревают, как много энергии находится в алюминии. Согласно расчетам исследователей, при сжигании водорода на каждые 450 граммов (фунт) алюминия приходится 2 кВт*часа и такое же количество энергии в виде тепла. Если спроецировать такие расчеты на транспорт, можно выяснить, что при заправке бака автомобиля сплавом с шариками алюминия (вес такого сплава составит примерно 150 кг), машина проедет расстояние, равное шестистам километрам. Затраты на такую поездку составят около 60 долларов. К тому же, делая такие расчеты, ученые предполагают, что алюминий будет подвергнут утилизации. С одной стороны, чтобы получить то количество энергии, которое дает бензин, нужно затратить в 2,5 раза больше алюминия. Но при этом очевидным плюсом станет экологическая польза от применения подобного топлива.