Добрый день, уважаемые подписчики!

Хотя в мире пока еще не ощущается нехватки энергоресурсов, в предстоящие два-три десятилетия возможны очень серьезные трудности, если не появятся новые альтернативные источники энергии и не будет существенно ограничен рост ее потребления.

В этом выпуске я хочу познакомить Вас с одной весьма неординарной и очень интересной статьей двух авторов из Казахстана. В ней очень ярко анализируется сложившаяся в настоящее время ситуация почти катастрофической зависимости нашего мира от имеющихся энергетических ресурсов. В статье ведется поиск нового источника энергии. И в качестве источника энергии будущего предлагается использовать... магний. Но обо всем по порядку...

Наношествие. За нано-технологиями будущее

На Земле, и только на Земле Природа, Вселенная (Вселенский Разум, Бог) создали и развивают биосферу, Человека Разумного.

На Земле, и только на Земле Человеческий Разум создал и развивает ноосферу.

Пока нет неопровержимых доказательств существования жизни, тем более разумной в досягаемых (электромагнитным сигналом) пределах бесконечной Вселенной.

Биосфера развивается медленно, миллиарды, сотни миллионов лет. Ноосфера – быстро, тысяч лет, и ускоренно, сотни, десятки лет. Ускорение ускоряется. Очевидные изменения сейчас уже проявляются не за десятилетия, а за годы.

Человек, ноосфера – часть единого целого. Если часть единого целого растет ускоренно, то оно растет за счет другой части, других частей. Ноосфера растет за счет других сфер единого целого, и за счет биосферы в том числе. Ускоренный рост, развитие части за счет других частей в природе существует. И в неживой, и в живой природе. В неживой природе – катастрофические фазовые превращения. В живой природе – рак. Рак растет, пожирая другие части, и не подозревает, что тем самым уничтожает и себя. Но рак – неразумен. Ноосфера же пожирает биосферу подобно не разумному раку. Человеку Разумному – творцу ноосферы не следует уподобляться неразумному раку.

Безудержный рост производственной и бытовой жизнедеятельности человечества требует все больше и больше энергии – топлива. И топливо это в основном ископаемое – угле-, углеводородное, т.е. биосферное в том отношении, что оно большей частью представляет останки и остатки когда-то живших на Земле флоры и фауны. В этом смысле человечество в прямом смысле пожирает свое структурное (угле-, углеводородное от углеводов) подобие как рак.

Одним из, якобы экологически безопасных, видов перспективной энергетики уже официально в высоких международных, правительственных и неправительственных кругах принята биоэнергетика. Это из опасения энергетического дефицита по мере "вычерпывания" небезграничных запасов ископаемого "черного" топлива. Сожгут останки и остатки, и примутся за живые?! Вначале отходы, потом посевы, зерно, лес, потом животные, … ? Китов уничтожали и уничтожают ради китового сала.

"Топливная жадность" не утолится и не остановится ни перед чем! Это будет уже не подобие, а настоящий рак.

Совершенно ясно, что в основе развития ноосферы – энергетика. В век "Нанобума", в век невиданного ускорения научно-технического прогресса потребности в энергии также ускоренно прогрессируют. Если в ближайшие 20-30 лет не решится проблема необходимой, достаточной и безопасной энергетики, то ноосфера приступит к "раковому" уничтожению и самоуничтожению.

Во-первых, ноосфера должна развиваться "энергоэкономично", во-вторых, ноосфера должна освоить новую, не "самоедскую" энергетику.

Об истоках, возможных потоках и стоке новых ноосферных энергетических течений пойдет речь в этой, обобщающей 13 лет разработок и раздумий, статье.

Истоки.

Оксид магния (магнезия, MgO) является самым высокотемпературным окислом (температура плавления 2800 гр. С). Более высокими температурами плавления обладают только вольфрам (3600 гр. С) и карбид тантала (4200 гр. С). Поэтому магнезию широко применяют: в металлургии (шамотными кирпичами обкладывают внутренние стены доменных печей) и в производстве магнезиальных цементов. Тонкие пленки магнезии применяют в производстве плазменных дисплеев для защиты функционального диэлектрика от ионной бомбардировки и ультрафиолетовой радиации в плазме электрического разряда.

Но оптически прозрачную тонкую пленку магнезии формируют очень дорогостоящей вакуумной технологией. Одна единица технологического оборудования с производительностью всего 250-300 плат в сутки стоит примерно 20 миллионов USD. Причем, качественно вакуумная тонкая (толщина 400-500 нанометров) пленка магнезии формируется только на плоских поверхностях с равным доступом для испаряемых электронной пушкой молекул MgO.

Нанопленка же (толщина от 20 до 700 нанометров) магнезии, формируемая на открытом воздухе, несравненно дешевле, но микропориста, вернее нанопориста, т.е. наноструктурна (наномагнезия). Она оптически прозрачна, и ее можно применять в качестве защиты от ионной бомбардировки и ультрафиолетовой агрессии в плазме разряда плазменных дисплеев. Не только можно, но и нужно, поскольку и дешевле (на 3 порядка), и эффективнее. Дело в том, что "некачественная" нанопленка наномагнезии, в отличие от качественной тонкой пленки магнезии, повышает эффективность (КПД) электросветового преобразования на 30-60%, т.е. энергопотребление плазменных дисплеев – сейчас уже приборов массового использования – снижается на 50%. При этом, нанопленка наномагнезии формируется на любых искривленных поверхностях любых размеров.

Последнее обстоятельство позволило нам впервые нанести защитное покрытие магнезии на люминофор и внутренние стенки стеклянных трубок ртутных люминесцентных ламп дневного света (журнал "Светотехника": № 3, 2005, стр. 60-61; №1, 2007, стр. 37-38). Такая защита позволила значительно повысить светоотдачу (эффективность, КПД), и невиданно увеличить срок службы.

Расчеты с результатами долговременных испытаний компактных люминесцентных ламп, показывают, что долговечность увеличивается в … 200 раз (!). Световой ресурс (произведение светоотдачи на срок службы) по сравнению с ртутными разрядными лампами от "General Electric", "Philips" и "Osram", признанными лучшими в мире, повышается в 40-50 раз.

Посмотреть фотографии компактных люминисцентных ламп с защитой люминофора и внутренней поверхности трубок нанопленкой наномагензии Вы можете здесь: http://electrolibrary.info/nano.htm

Потоки.

Уникальные производственно-технологические и эксплуатационно-потребительские характеристики нанопленки наномагнезии могут найти целый ряд (потоков, течений, направлений) других эффективных применений: I) натриевые (натриево-магниевые) лампы; II) солнечные элементы; III) плазмотроны; IY) физико-энергетические установки (атомные и ядерные реакторы, МГД-генераторы); Y) космические приборы, аппараты и сооружения (станции); YI) лакокрасочные покрытия; YII) противонагревные покрытия на окна, стены и крыши в жаркие сезоны; YIII) защита от ультрафиолета под расширяющимися озоновыми дырами; XI) предотвращение Глобального потепления климата; X) магниевая энергетика; XI) магниево-водородная энергетика; XII) магниево - "солнечная" энергетика; XIII) магниево-термоэлектрическая энергетика.

I. Натриевые лампы низкого давления вдвое экономичнее (в два раза меньше потребляют электроэнергии для вырабатывания одного и того же количества света) ртутных люминесцентных ламп дневного света, которые в свою очередь в 5 раз экономичнее привычных накальных ламп (Лодыгина-Эдисона). Но натриевые лампы излучают только желтый свет, и не пригодны для освещения в помещениях. Их используют для освещения улиц, проспектов, автострад.

В натриево-ртутных же лампах высокого давления с более белым светом используется дорогостоящий лейкосапфир (окись алюминия, Al2O3) в качестве материала горелки (высокотемпературная внутренняя трубка). Натриево-ртутные лампы высокого давления довольно дорогие, и также используются в основном в уличном освещении.

Нанопленка наномагнезии позволяет изготавливать натриево-магниевые лампы как низкого, так и высокого давления. Пары магния излучают голубой свет и в смеси с желтым светом паров натрия дадут "более белый" свет с приемлемой цветопередачей для использования в помещениях. До сих пор это невозможно было из-за высокой агрессивности паров магния, противостоять которым не мог никакой прозрачный материал. С нанопленкой же наномагнезии на внутренней поверхности колб из не дорогостоящих обычного стекла (лампы низкого давления) и кварцевого стекла (горелки ламп высокого давления) натриево-магниевые лампы вполне работоспособны. Это может привести к полной замене экологически проблемных ртутных люминесцентных ламп на экологически чистые, к тому же экономически более выгодные (и по цене и по энергопотреблению), натриево-магниевые разрядные лампы.

II. В последнее время значительный прогресс получили солнечные элементы из сложных полупроводниковых соединений, КПД которых превосходит теоретический КПД простых кремниевых солнечных элементов (до 23%). Последнее достижение – солнечный элемент на основе GaP, GaAs и InGaAsN представляет четырехслойной пирог: верхний состоит из сплава индий-фосфид галлия, второй – из арсенида галлия, третий – из 2% азота с "индием в арсениде галлия" и четвертый – германиевый. Каждый слой поглощает (и преобразовывает в электричество) излучение определенного диапазона длин волн спектра (радуги) солнечного света. Первый поглощает зеленый и желтый, второй – от зеленого до глубокого красного, третий поглощает между глубоким красным и инфракрасным, и четвертый – от инфракрасного и дальше. В настоящее время наибольший КПД 4-слойных солнечных элементов составляет 40,7%.

Итак, к настоящему времени достигнут КПД в 40,7%. Но это пока опытные образцы сложных и дорогих специальных солнечных элементов. Распространение получают пока только кремниевые солнечные элементы, у которых реальный КПД лежит в диапазоне 12-18%.

Низкий КПД кремниевого солнечного элемента обусловлен тем, что он работает в узком диапазоне спектра солнечного излучения, в области оранжево-красного света. Остальная часть спектра не участвует в выработке электричества, а вызывает только нежелательный нагрев прибора.

В новейших солнечных элементах повышение КПД достигается за счет расширения спектра "действенного" солнечного излучения путем усложнения конструкции до 4-слойного пирога. Но и при этом, как упоминалось выше, вовлекаются в действие только зеленые, желтые, оранжевые, красные и инфракрасные лучи солнечного света. Остальная же часть богатого солнечного спектра, включающего ультрафиолетовый, фиолетовый, синий и голубой, полностью исключена из "полезного" фотоэлектрического преобразования.

Что касается ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения, то нанопленка наномагнезии позволяет повысить КПД солнечного элемента за счет преобразования ультрафиолетовых лучей в видимое излучение оранжево-красного диапазона для случая кремниевых солнечных элементов. С помощью дополнительного слоя нанопленки наномагнезии можно добиться повышения КПД на 5-7%.

Если бы удалось задействовать в фотоэлектрическом преобразовании кремниевых солнечных элементов фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый и инфракрасный части солнечного спектра, то реальный КПД можно было бы поднять еще на 50%. Тогда эффективность преобразования Солнечной энергии достигнет 75%. И "чистая" Солнечная энергетика станет вполне конкурентоспособной нынешней "черной" угле-, углеводородной энергетике.

III. Плазменная технология все шире вовлекается в различные области производственной деятельности человечества, от наноэлектроники до сельского хозяйства (плазменное протравливание некоторых элитных семян). Агрессивная плазма во всевозможных плазмотронах выводит из строя многие их детали, узлы, особенно электроды. Обычно электроды анодируют оксидом алюминия. Но оксид алюминия не выдерживает длительной ионной бомбардировки, что заставляет периодически "переанодировать".

Нанопленка наномагнезии несравненно более устойчива по отношению к агрессивной плазме, и ее использование не только для защиты электродов, но и всей внутренней поверхности плазмотронов значительно увеличит срок службы этих дорогостоящих устройств.

IY. Не только промышленные (атомные реакторы), но и исследовательские физико-энергетические устройства (МГД-генераторы, ядерные реакторы) имеют дело с высокоэнергетичными излучениями, которые разрушают детали, узлы и стенки в рабочих объемах. Возможность нанесения наномагнезиального нанопокрытия на любые поверхности любых размеров позволяет защитить их от агрессивного облучения. Увеличение долговечности и межремонтного периода этих дорогостоящих устройств значительно сократит огромные производственные и эксплуатационные расходы.

Y. Космос – естественная среда осуществления четвертого агрегатного (плазменного) состояния вещества. Все дорогостоящие (плюс стоимость вывода на соответствующие орбиты) приборы, аппараты и сооружения (станции) подвергаются агрессивному воздействию различных облучений (элементарных частиц, ионов, электромагнитных излучений, …), и долговечность их ограничена. Станцию "Мир" пришлось контролируемо затопить в океане из-за разрастания течей.

Покрытие космических изделий и конструкций нанопленочной наномагнезией перед выводом на орбиту позволяет значительно продлить их срок службы, что очень важно с точки зрения сокращения громадных космических расходов.

YI. Годовой тоннаж мирового производства лакокрасочных материалов (ЛКМ) составляет ~ 30 миллионов тонн. Почти 6 кг ЛКМ на душу населения Земли ежегодно. Как видно, объем мирового производства ЛКМ очень велик, уступает по тоннажу, пожалуй, только пищевым продуктам, нефтепродуктам, металлам, цементу. Более того, потребление и, соответственно, производство ЛКМ нарастает из года в год.

Многие объекты, особенно, находящиеся (эксплуатирующиеся) под открытым небом, периодически "переодевают", иногда ежегодно. Из множества эксплуатационных характеристик лакокрасочных покрытий важную роль отводят декоративности, особенно, цвету. И белые, и одноцветные, и разноцветные (картины, плакаты), и прозрачные лакокрасочные покрытия со временем желтеют, тускнеют, мутнеют, выцвечиваются, т.е. теряют первоначальные декоративные качества.

Значительно продлить срок "цветовой службы" лакокрасочных покрытий можно с помощью наномагнезии. Дело в том, что выцвечивание свеженанесенного лакокрасочного покрытия под открытым небом у поверхности Земли происходит в основном под воздействием ультрафиолетовой составляющей солнечного излучения. Пусть обычное лакокрасочное покрытие выцвечивается на 50% от первоначального цвета в течение 5 лет. С наномагнезиальной защитой такое же выцвечивание может происходить в течение 50 и более (возможно, сотен) лет. Практически цвет лакокрасочного покрытия становится вечным.

Использование лакокрасочных покрытий с защитными наночастицами наномагнезии сулит огромную экономию владельцам зданий, сооружений, судов, самолетов, поездов, автомобилей, машин, аппаратов, агрегатов, знаков, указателей, инструментов, особенно, эксплуатирующихся под открытым небом, поскольку не потребуется их периодическое перекрашивание.

Производители же ЛКМ смогут компенсировать потери доходов от сокращения объемов потребления их продукции производством новых, более дорогостоящих, но более долговечных (практически вечных) ЛКМ. Сокращение производства ЛКМ - важный вклад в актуальное Дело Оздоровления Планетарной Экологии, поскольку не только производство синтетических красителей и органических растворителей ЛКМ, но и операции подготовки, нанесения и сушки лакокрасочных покрытий экологически не безопасны и вредны для здоровья людей.

YII. В мире лишь несколько холодных стран. Канада, США (Аляска), Исландия, Дания (Гренландия), Норвегия, Швеция, Финляндия и Россия. Остальные страны – теплые и жаркие. Даже в холодных странах в летние сезоны с жарой борются с помощью кондиционеров. Энергетические затраты на охлаждение сопоставимы с таковыми на обогрев. В будущем же, учитывая потепление климата, на охлаждение будут тратить энергии больше, чем на обогрев. И все это посредством "черной" угле-, углеводородной энергетики, рост которой в свою очередь усиливает потепление климата.

Чтобы меньше тратить энергии на кондиционирование, необходим принципиально иной способ охлаждения. Нагрев помещения в основном идет через обращенные на южную (северную в Южном полушарии) сторону окна, которые становятся все шире (иногда на всю стену).

Если на стекла нанести наночастицы наномагнезии в водостойкой оболочке, то они будут, во-первых, отражать солнечное излучение, а во вторых, преобразовывать ультрафиолетовые лучи не в тепло (в стекле), а в "холодный" видимый свет. Очевидно, нагрев помещения значительно снизится. Более того, наномагнезией можно покрыть и наружные стены, и крыши домов, зданий и сооружений.

На зимний сезон наномагнезиальные покрытия окон, наружных стен и крыш можно удалять растворителем водостойкой оболочки (наномагнезия выветрится или превратится в гидроксид магния, легко смываемый водой/дождевыми каплями). Экономическая и экологическая выгода для потребителя такого способа охлаждения помещений в жаркие сезоны не вызывает никаких сомнений (сокращение расходов на электроэнергию, соответственно, выбросов "черной" энергетики).

YIII. На проблему (причины) возникновения и расширения озоновых дыр существуют различные точки зрения, группирующиеся на техногенные и естественные. Но какие бы причины возникновения озоновых дыр ни были, важно то, что де-факто озоновые дыры прогрессируют, т.е. их становится все больше и шире. А это – нарастание ультрафиолетовой угрозы всему живому на Земле, в том числе и человечеству. Ультрафиолетовая угроза – глобальная угроза. Как уберечься от этой глобальной угрозы?

Возможны два решения: глобальное и локальное (индивидуальное). Для обоих решений необходим "агент" (препарат, материал) и способ "активации агента". "Агент" должен обладать следующими свойствами:
- эффективно утилизировать ультрафиолетовые лучи, превращать их в нечто полезное, или, по меньшей мере, в безвредное для жизни;
- не порождать каких-либо опасных последствий применения;

Такими свойствами обладает наномагнезия, которая эффективно поглощает ультрафиолетовые лучи и преобразовывает их в видимый свет. Магнезия при взаимодействии с молекулами воды и углекислым газом постепенно переходит в гидроксид магния, карбонат магния и другие соли магния, совершенно безвредные, более того, полезные для жизнедеятельности всех структур и организмов.

Глобальное решение состоит в том, чтобы распылять частицы наномагнезии в атмосфере. Эти частицы в атмосфере будут отражать солнечную радиацию – главную причину потепления климата, и преобразовывать ультрафиолетовые лучи в видимые. Распылять можно через трубы. Труб на свете, как известно, очень много: трубы электростанций; трубы заводов и фабрик; трубы судов, автомобилей, самолетов; печные трубы. Не дорогостоящие "боковые" устройства к трубам позволят выдувать в атмосферу наночастицы наномагнезии. В экстренных случаях можно выстреливать в небо по технологии салютов и фейерверков.

Локальное (индивидуальное) решение состоит в применении жидкостных покрытий, содержащих наночастицы наномагнезии. Это могут быть неводные золи для растений и животных, которые можно разбрызгивать всеми известными способами и устройствами, например пульверизаторами, садовыми распылителями, тракторами, самолетами. Для человека годны всевозможные мази, крема, лосьоны, которые "замешиваются" на неводных пленкообразователях и наночастицах наномагнезии. Конечно, эти препараты должны легко смываться водой. Причем, препараты эти не обязательно только антизагарные. Прозрачные наночастицы наномагнезии не испортят никакую парфюмерию. Озоновые дыры бывают не только в теплые и жаркие сезоны, но и зимой. Поэтому содержание наномагнезии в широком ассортименте парфюмерной продукции гарантированно защитит человечество, особенно женщин, от ультрафиолетовой угрозы.

IX. С конца XX века потепление климата становится уже постоянной темой дискуссий на международных, межправительственных, правительственных уровнях. Ограничения выбросов парниковых и антиозоновых газов не приводят к заметной стабилизации экологической обстановки. Потепление климата продолжается. Чтобы избежать планетарной экологической катастрофы, нужно остановить потепление климата. Для этого требуется сбавить темпы роста промышленности, в первую очередь – энергетики. Но остановить производство и потребление "черной" энергии человечество не в состоянии. Тупик.

Есть единственный выход из тупика - охлаждать поверхность Земли и прилегающие слои атмосферы. Охлаждать путем отражения солнечной радиации - главного источника тепла у поверхности Земли. Если бы удалось отразить хотя бы небольшую долю солнечной радиации на Землю, то это, возможно, охладило бы на те самые критические 3-5 гр. С, на которые по прогнозам специалистов поднимется средняя температура Земли в течение ближайших 50 лет.

При условии пропорционального времени роста средней температуры за 1 год потребовалось бы снижать среднюю температуру на 0,1 гр. С. Для этого достаточно было бы отразить приблизительно 0,1% солнечной радиации.

В настоящее время рассматриваются различные предложения по охлаждению Земли. Существуют как пространственные, так и поверхностные проекты. По одному из пространственных проектов предлагается запустить в Космос для отражения Солнечной радиации миллионы легких линз диаметром до 60 см. По другому - разместить в стратосфере малые светлые частицы серы, которые также призваны отражать Солнечную радиацию.

К поверхностным проектам, которые частично уже реализуются, относятся: устройство плавучих островов белого цвета в морях; накрывание песков белым пластиком.

В пространственных проектах не предусмотрено прерывание процесса, на случай переохлаждения Земли, наступления искусственного "ледникового периода", что также катастрофично. Допустим, удалось бы разместить линзы в Космосе. А как их собирать или уничтожать при необходимости? Также и с серой. А еще: не прольются ли сернокислотные дожди? Принцип "не навреди" явно не учтен. Перечисленных основных недостатков лишено наномагнезиальное охлаждение Земли.

Суть наномагнезиального охлаждения Земли состоит в том, чтобы в ближней атмосфере (намного дешевле) Земли разместить (распылить) частицы наномагнезии упомянутыми выше способами "в трубу" и "салютами, фейерверками". Поскольку частицы белого цвета, то они будут отражать солнечное излучение. Кроме того, эти частицы будут поглощать ультрафиолетовую составляющую солнечного излучения и преобразовывать не в тепло, а в холодное видимое излучение.

Убыль от первоначальной концентрации наночастиц наномагнезии в атмосфере, конечно, будет. За счет "погребения" в толщах осаждаемой пыли и "потопления" в воде. Но эту убыль можно компенсировать новыми дозами размещения в атмосфере наночастиц наномагнезии.

Главные преимущества наномагнезиального охлаждения:
- соответствие принципу "не навреди";
- универсальность, т.е. и локальность, и глобальность;
- неограниченность (возобновляемость) ресурсов;
- функция не только отражения солнечной радиации, но и преобразования ультрафиолета не в тепло, а в видимое (холодное) излучение;
- относительная дешевизна.

В числе поверхностных способов охлаждения Земли можно рассматривать покраску белыми ЛКМ с наночастицами наномагнезии крыш зданий, домов, вилл, коттеджей, дач, верхних частей сооружений, судов, вагонов поездов, автомобилей, дорог, … - всех рукотворных объектов, поверхности которых обращены к солнцу, к небу (для отражения солнечной радиации в сторону от Земли).

X. "Черная" энергетика уже привела к экологическим изменениям планетарного масштаба. За последнее столетие средняя температура поднялась на 1 градус Цельсия. И уже это привело к таянию высокогорных и полярных шапок, к сокращению реликтовых снегов и льдов. В ближайшие же 40-50 лет ожидается повышение средней температуры на 3-5 градусов Цельсия. Это ведет к экологической катастрофе планетарного масштаба.

Промышленный прогресс нарастает, и в основе этого процесса – нарастающее сжигание углей и углеводородов, т.е. угле-, углеводородная энергетика, как электроэнергетика, так и транспортная энергетика (автомобили, суда, самолеты, …).

Увеличение доли атомной энергетики и возможное "оседлание" термоядерного синтеза в большой энергетике не дадут коренного изменения ситуации. Потому что парниковыми газами являются не только углекислый газ и метан, но и пары воды. А атомные и термоядерные устройства, в конечном счете, производят пар, выбрасываемый в атмосферу, как паротурбинами, так и водными резервуарами-холодильниками (озерами) – неотъемлемыми составляющими атомных и термоядерных комплексов.

Надежды, возлагаемые на "водородную энергетику" (журнал "Индустрия Казахстана", №4, 2006, стр.39-42), в этом смысле также не оправдываются, поскольку и химическое сжигание, и электрохимическое окисление водорода приводят к образованию паров воды.

Излишнее производство водяного пара, по сути, и по определению, присуще и геотермальной энергетике, и гидроэнергетике, и биоэнергетике. К тому же они, ни в какой широкомасштабной реализации не способны обеспечить энергетические потребности расширяющейся производственной и бытовой жизнедеятельности человечества.

Но если ни угли, ни углеводороды, ни уран, ни дейтерий, ни водород не являются экологически стабилизирующими источниками энергии, что же может быть таковым?

Такой источник энергии должен удовлетворять как минимум следующим условиям:
1) обладать высокой "энерготворностью", как углерод и водород;
2) должен быть технологичным в использовании;
3) запасы его должны превосходить запасы углерода и водорода или быть возобновляемым;
4) должен быть технологичным в производстве;
5) побочные продукты энергопроизводства не должны выбрасываться в атмосферу, поскольку развивающееся потепление климата в основном обязано атмосферному "пребыванию" парниковых газов и водяных паров;
6) продукты "энергетических переделов" не должны оказывать вредного воздействия на биосферу.

Есть ли вообще в природе такой источник энергии? Есть! Это – магний.

1. Магний обладает энерготворностью в два раза большей, чем водород, и в полтора раза большей, чем углерод, т.е. при окислении магния выделяется в соответствующее число раз больше энергии, чем при горении (окислении) водорода и углерода.

2. Магниевое топливо может быть в виде порошка и брикетов магния и/или гидрида магния. Порошок может быть очень высокодисперсным (нанодисперсным), что позволит дозировано вдувать его в любую топку. Брикеты просто забрасываются или закладываются в топку с регулируемым напуском воздуха или кислорода. Электрическую энергию можно получить и прямым преобразованием химической энергии магниевого топлива посредством, так назывемых, полутопливных элементов (воздушно-магниевых и водно-магниевых).

3. По содержанию в земной коре магний намного превосходит углерод. Только в океанах, морях и соленых озерах содержится 10 в 20-й степени или 10 с 19-ю нулями килограммов магния (Популярная библиотека химических элементов. Книга первая, М.: Наука, 1983, 576 стр.). Астрономическая величина! Магний – в каждом булыжнике, в каждом листике, в каждой букашке. Оседая на поверхность Земли, продукт горения (окисления) магния – магнезия превращается в гидроокись, различные магниевые соли, карбонаты, т.е. магний остается на Земле и является возобновляемым источником энергии.

4. В одном кубическом метре морской воды содержится 4 кг магния. В настоящее время основным методом получения магния является электролиз хлорида магния, получаемого в основном из морской воды. Технология достаточно отработана, но ведутся поиски и более эффективных технологий.

5. Магнезия является твердым веществом и в атмосфере может пребывать ограниченное количество времени, причем только в виде наночастиц.

6. Магний и его соединения не только не вредны для флоры, фауны и людей, но являются основой жизни, поскольку без атома магния молекула хлорофилла не проводит жизнетворного фотосинтеза с образованием углеводов и кислорода. Более того, недостаток магния в организме приводит к спазмам сосудов, повышенной утомляемости, депрессиям, предрасположенности к инфарктам.

Малый круговорот магния в природе, в форме образования хлорофилла и разложения (горения, сжигания) биомассы уже существует. Использование же магния в качестве энергоносителя в большой энергетике вовлечет его в глобальный "круговорот магния в природе", подобный круговороту воды в природе. Чего-либо вредного для биосферы "круговорот магния в природе" не предвещает, поскольку все кислородные соединения магния безопасны, более того, полезны для жизнедеятельности и флоры, и фауны, и людей.

Энергетика на основе магния (Mg-энергетика) может не восприниматься психологически. Что-то неслыханное и невиданное. Но вспомним, что энергетику на основе нефти и газа человечество ввело в оборот лишь в середине 19 века, на основе урана – всего 50 лет назад, а на основе кремния – в наши годы и дни.

Конечно, магний по сравнению с углем, нефтью, природным газом и другими используемыми энергоносителями гораздо дороже (пока). Цена магния высока потому, что его мало производят (мало потребляют). Было время, когда железо стоило в 40 раз дороже серебра и в пять раз дороже золота. Потому что его очень мало изготавливали (мало потребляли). Когда будут потребности в магнии как в топливе, его производство из неисчерпаемого (возобновляемого) сырья – водных ресурсов морей, соленых озер и залежей доломита взметнется настолько, что цены упадут до приемлемого уровня. Нельзя забывать, что ресурсы всех используемых ныне "черных" энергоносителей ограничены, запасы их прогрессивно истощаются (дорожают). Неизбежно наступит время полного их изъятия из недр Земли. И время это не за "горами тысячелетий" и даже не за "холмами столетий".

XI. Под водородной энергетикой не имеется ввиду термоядерная энергетика на водороде (дейтерии), а более безопасная хемоводородная энергетика, основанная на окислении (горении) водорода. Водородная энергетика на экологически безопасном источнике энергии – водороде в настоящее время привлекает все большее внимание не только исследователей и разработчиков, но и более широких кругов потребителей энергии. В самом деле, запасы водорода на земле неисчерпаемы, а в мировом пространстве безграниччны. Более того, водород – возобновляемый источник энергии. Окисление водорода приводит к образованию воды, которая вливается в естественный животворный круговорот воды в природе. Разложение же воды дает водород и кислород. Круговорот воды в природе будет дополняться круговоротом водорода и кислорода. Эти обстоятельства делают водородную энергетику очень привлекательной. В самом деле, ни гидроэнергетика, ни солнечная энергетика, ни ветрянная энергетика не смогут обеспечить требуемых и все нарастающих энергетических потребностей. Попросту не "тянут" по мощности. "Потянуть" могла бы атомная энергетика, но ее безопасность под сомнением, к тому же запасы урана ограничены. Конечно, термоядерная энергетика могла бы обеспечить любые энергетические запросы. Но ее пока нет, и будет ли она вообще – пока под сомнением. Под большим сомнением также вопросы безопасности термоядерной энергетики

Эффективное потребление энергии даст ощутимую экономию ее. Ведь сэкономить некое количество энергии равнозначно тому, чтобы произвести это же количество энергии, причем уже без затрат, без сжигания топлива, поскольку все необходимые затраты уже сделаны и образуется (возникает) как бы чистая "прибавочная энергия". Это все равно, что не построить новую электростанцию. Любая электростанция вредит экологии.

Эффективное, экономное потребление энергии всегда актуально. Проблема эффективного потребления энергии давно и интенсивно обсуждается. Но если даже допустить возможность замораживания сжигания углеродсодержащего топлива на сегодняшнем уровне, климатического конца не избежать, потому что уже существующий уровень выбросов избыточных тепла и углекислого газа ведут к потеплению климата. Экономия энергии – только профилактика болезни. Профилактика необходима как временный способ оттягивания, отдаления времени климатических катастроф. Профилактические меры видятся: в эффективном преобразовании электрической энергии в свет разрядными лампами, дисплеями; в сокращении использования кондиционеров; в увеличении срока службы различных приборов, аппаратов, устройств, сооружений; и т.д. Но для полного выздоровления, ликвидации угрозы климатических катастроф требуется шоковая терапия, более того, хирургия - усечение углеводородной энергетики до водородной.

Водородная энергетика требует решения ряда проблем научного, экономического, технологического и технического характера. Наиболее актуальны проблемы:
- получения дешевого водорода;
- безопасного хранения и транспортировки водородного топлива;
- эффективного преобразования химической энергии окисления водорода в другие виды энергии;
- разработки эффективных способов и долговечных устройств генерирования электрической энергии.

Химические источники тока (ХИТ) являются самыми эффективными преобразователями химической энергии топлива в электрическую. Их к.п.д. может превышать 90%. Для нужд водородной энергетики среди всех типов ХИТ наиболее привлекательны так называемые топливные элементы (ТЭ), долговременная работа которых осуществляется подачей топлива. Наиболее разработанные ТЭ на основе твердого электролита из оксида циркония являются высокотемпературными (~1000°С) устройствами и могут использоваться только в мощных стационарных электростанциях. Для транспортных и других среднемощных автономных источников энергии они не пригодны. Такие автономные источники энергии могут работать только на низкотемпературных (до 100°С) и среднетемпературных (до 250°С) топливных элементах. Однако, существующие низкотемпературные и среднетемпературные ТЭ обладают низкой эффективностью.

В связи с этим мы сосредоточили усилия на возможности создания высокоэффективных низко- и среднетемпературных ТЭ.

В ТЭ, предназначенных для работы при относительно низких температурах, как правило, задействованы принципы:
- совместного функционирования электронных и ионных проводников в электрохимических цепях;
- раздельной подачи окислительного и восстановительного потоков реагентов.

Обычно ионные проводники представляют собой или жидкие ионные проводники (жидкие электролиты), или жидкие электролиты с наполнителями в пастообразной форме, или мембранные ионные проводники. Из-за низкой интенсивности электрохимических реакций в таких ТЭ требуется использование катализаторов. Главный недостаток катализаторов (платина, паладий, серебро и сплавы на их основе) – их дороговизна. Кроме того, по мере эксплуатации они подвергаются "отравлению". Для интенсификации электрохимических процессов и во избежание "отравления" катализаторов, обычно повышают температуру или/и давление. Совершенно очевидно, что эти меры усложняют ТЭ и требуют дополнительных затрат.

В разрабатываемом нами полупроводниковом топливном элементе (ППТЭ) упомянутые выше принципы заменяются принципами:
- отказа от жидких ионных проводников;
- совместной подачи окислительного и восстановительного потоков реагентов.

Это позволяет отказаться от использования дорогих катализаторов, дорогостоящей очистки топлива и систем раздельной подачи топлива и окислителя. В результате ППТЭ эффективнее и дешевле традиционных низко- и среднетемпературных ТЭ. Совместная подача топлива (водорода) и окислителя (воздуха) допускает содержание в смеси и паров воды – продуктов окисления водорода. В таком случае можно использовать не очень чистый водород, а с примесью водяных паров. Это значительно удешевляет и упрощает получение топлива. Например, его можно получать из воды непосредственно у топливного элемента по мере необходимости, что позволяет не создавать взрывоопасного хранения водорода. Водород легко вытесняется из горячей воды магнием. Таким образом, первичным топливом является магний, т.е. приходим к магниево-водородной энергетике.

XII. Солнечные элементы, естественно, работают только днем. Для аккумулирования же выработанной днем энергии требуются дополнительные, не менее сложные и дорогие устройства, чем сами солнечные элементы. Чтобы солнечные элементы работали непрерывно, не обязательно использовать только солнечный свет. Можно использовать свет горящего магния. Как известно вспышка магния ярче дневного света и она десятилетиями использовалась при фотографировании. На этом свете могут работать солнечные элементы. Получаем независимую от времени суток и погоды магниево-"солнечную" энергетику. Солнечные элементы будут работать круглосуточно, т.е. практически почти вдвое эффективнее.

XIII. Теплоту окисления магния можно преобразовать в электроэнергию не только ступенчато, через пар, но и напрямую с помощью термоэлектрического преобразования. Известны два способа преобразования тепла в электричество: 1) с помощью термогенераторов на термоэлементах; 2) с помощью термоэмиссионных преобразователей (ТЭПов). Особенно перспективны ТЭПы. Их КПД может быть сопоставим с КПД солнечных элементов. Таким образом, получаем магниево-термоэлектрическую энергетику.

Наномагнезия (нанопленки и наночастицы) в приборах, устройствах и процессах высокоэффективных энергетических преобразований и Mg-энергетика взаимообусловливают, взаимопроникают, взаимодополняют и, как следствие, "взаимоподгоняют", что благоприятно для возникновения и закрепления новых взглядов, отношений, привычек, традиций – нового "менталитета" на энергообеспечение, не наносящее вреда экологии, совместимое с Природой. Поэтому наномагнезиальные технологии и Mg-энергетику можно и нужно начинать осваивать уже сейчас, чтобы:
- потребление и производство энергии стало экологично,
эффективно, экономно;
- оттеснять "черную" энергетику "чистой";
- противостоять "ультрафиолетовой угрозе озоновых дыр";
- предотвратить глобальное потепление климата;
- избежать грядущую катастрофу энергодефицита.

Сток.

Деление на Европу и Азию условное (http://www.gazeta.kz/art.asp?aid=72804).

Более того, условно и деление на Евразию и Африку. Это деление не естественного (Суэцкий канал – рукотворная, а не природная данность), не научного порядка, а ментального. На самом деле существует один материк – АзЕвАф (по порядку освещения восходящим Солнцем).

История расселения Азевафа туманна. Было и царство черных фараонов от Судана до самого Кавказа. Европу в основном заселили выходцы из Азии (Индоевропейская и Финно-угорская группы языков). Были великие переселения и нашествия. Нашествие ариев до Урала, Сибири и до Балкан; нашествие финикийцев до Карфагена, Испании и Рима; нашествие германиев до Атлантики; нашествие македонцев с греками до Индии; нашествие гуннов (с тюрками и уграми) до Атлантики; нашествие арабов до Атлантики (Испания), Китая (Синьзянь-Уйгур) и Тихого океана (Малайзия); нашествие монголов с тюрками до Тихого и Индийского океанов, до Адриатики; нашествие тюрков до Балкан (Османская Империя); нашествие Тамерлана до Индии, Средиземноморья и до Московии; нашествие (провалившееся) Джунгаров. Все эти нашествия так или иначе исходили из Центрального Азевафа, большинство – из Центральной Азии. Нашествие возможно только при материальном и духовном превосходстве. Материальным превосходством было оружие (и живое, лошади). Духовным превосходством была Идея-Цель.

Интересно то, что спокон веков Идея-Цель нашествий была вовсе не в уничтожении аборигенов, а в сосуществовании и выгодном сотрудничестве с ними, в свободном передвижении людей и перемещении продуктов духовно-материального производства – знаний (верований), товаров, т.е. в беспрепятственном информационном и товарообмене.

До ~16 века Запад отставал от Востока. Нашествия шли в основном по Солнцу. Поэтому православие изначально предпочитало союз с Востоком (исламом и буддизмом), а не с Западом (католицизмом и протестантством). Но с ~17 века Восток стал отставать по сравнению с Западом. Тому способствовало развитие капиталистического производства и морское передвижение и перемещение людей и товаров. Морской грузооборот (кг.? км.) стал соизмерим с сухопутным. Нашествия пошли и против Солнца. Ветровая и паровая тяги превосходили лошадиную, верблюжью и бычью. Центральный Азеваф перестал быть источником нашествий. Низины, берега Запада и Дальнего Востока перехватили эстафету нашествий у возвышенного Центрального Азевафа. Колонизация Америки, Африки, Австралии, Индии, Индокитая. Поражение России в Русско-Японской войне, колонизация Кореи, Китая, обрушение Османской Империи, Социалистический Лагерь, СССР, Афганистан, Ирак. Это все – нашествия Запада и Востока. Нашествия – естественный процесс перетекания знаний, товаров, финансов и людей в "разности потенциалов (уровней)". Эти течения всегда сопровождаются сопротивлением, "кровотечением". Чем меньше "разность потенциалов (уровней)", тем меньше кровопролитных течений. Отсутствие течения не означает "застывания" ("останова") прогресса (уровня цивилизации). Уровень может "подниматься" равномерно повсеместно. Только при таком способе "поднятия уровня" (развития, цивилизации) не возникают кровопролитные течения - войны. Изоляции всегда ведут к росту "разности потенциалов". Именно изоляции вызывали нашествия. Только в открытом Глобальном Мире исчезнут "разности потенциалов" и исчезнут течения-нашествия.. Только Глобальный Мир способен на равномерное повсеместное поднятие общего уровня.

Историю можно разделить на периоды по добыче, производству и торговле неким преимущественным товаром. Добыча, производство соли и торговля ею определяла многие тысячелетия (соляные копи царя Соломона, Италийские соляные плантации) развития цивилизаций. Потом восточные пряности, шелк, бумага, фарфор (Индия, Китай, Венеция). С 19 века железо и уголь. Потом нефть. Потом уран и природный газ. Именно Центральный Азеваф оказался богатым этими ресурсами и интерес к нему не ослабевает. Закончится нефть и газ. Что потом? Правда, если доживем. В центральной Азии – уран. Правда, если он выйдет на уровень "черного" топлива в ноосфере.

Но, скорее всего, товарооборот в мире пойдет в наносфере, т.е. в производстве и торговле нанопродукцией наноиндустрии. Центральный Азеваф в этой сфере отстал от Запада и Востока. Самонадеянно крикливое: "Догнать и перегнать" – было только у большевиков и только по части вооружений.

В мире уже идет наношествие. Но это не нашествие былых времен. Не оккупация территорий, а только "оккупация" рынков. Наноиндустрия очень обширна. По наноэлектронике Центральному Азевафу не догнать, тем более – не перегнать Запад и Восток. Пусть не производить, хотя бы пользоваться – значит тоже приобщиться к наносфере. Но и этому надо учиться. Как никогда жизненно важен лозунг: "Учиться, учиться и учиться". Не для нашествий и "мировой революции", а для ноошествий и жизни в наносфере- ноосфере.

Наномагнезиальные энергетические преобразователи, конечно, не наноэлектронная продукция. Но и она относится к общей наноиндустрии, причем в области энергетики – фундаменте развития ноосферы. Представленные выше технологии экономии и производства электроэнергии "сливаются" в "сток" наномагнезиальной и Mg-энергетики. И возвышенный Центральный Азеваф может продолжать "лить" энергию ноосфере и после "растраты" всех "черных" энергоносителей и даже урана. Тем самым, может не оказаться на обочине мирового наношествия. Но чтобы совершать такое ноосферное ноошествие, необходимо освоить наномагнезиальную и Mg-энергетику.
 

Авторы статьи: Ким С.Г., Мамбетерзина Г.К., Казахстан,
E-mail: kimamsegoo@mail.ru

Источник информации: http://www.centrasia.ru/ 

Полезные ссылки

На сколько лет хватит запасов угля, нефти и газа?

Есть ли перспективы у ядерной энергетики?

Энергия термоядерного синтеза

Солнечная энергия и солнечная энергетика

Рациональное использование энергии

Новостная лента. Самые свежие новости из 300 источников по темам:

На сегодня все. Обещаю, что следующие выпуски не будут такими объемными.

До скорой встречи!

С уважением, Повный Андрей electroby@mail.ru

P.S.: Если Вам нравится эта рассылка, я буду Вам очень признателен, если Вы порекомендуете своим друзьям и коллегам. Просто дайте им ссылку на мой сайт - http://electrolibrary.info. Спасибо