登陆注册
30941900000018

第18章 能源开发新技术(2)

科学家认为,采取这种能量转换方式形成的新型能源,可以用来引爆炸药,产生激光,加速带电粒子和供电。

让我们再大摇大摆地走到火力发电机厂,毫无顾忌地把金属钾扔到锅炉中去——这不是犯罪吗?

不是的。用金属钾代替水作能源发电,这是一种发电的新技术。金属钾具有一种特性,它由液态变为气体时,它的最高温度可达到水蒸气的1.5倍。

用金属钾代替水发电的过程是,先把液态金属钾送入锅炉,加热成气体,带动汽轮发电机发电,然后进入热交换器。在热交换器里,金属钾气体再冷凝成液态。试验表明,与通常的火力发电相比,它有明显的优点:首先是发电效率提高了50%;其次是燃料消耗减少25%;此外,在发电过程中,灰粉、硫磺等有害废物的排出量也相应减少25%,从而大大降低了环境污染。

雪花发电

你知道吗,雪花不仅形态迷人,而且还蕴藏着巨大的能量,可以用来发电。煤、石油等燃烧释放的是热能,雪不能燃烧,同样能放出能量,但不是热能,而是“冷能”。生活中的制冷设备如冰箱等,在制冷时要消耗大量电能。如果用雪花来制冷,不就可以节省许多电能吗?

实际上,我们的祖先早在利用冰能了。在清朝,专门有官员负责在冬季收集冰块,贮藏在地窖里,到夏季把冰块发给皇亲贵族使用。在现代,美国科学家曾把冬天保存的500吨雪,在炎热的夏天用作高楼的空调能源。日本科学家设想在炎热夏天,把融化的雪水通过管道,对大楼降温。日本的一农业试验场,把雪堆在贮藏蔬菜、谷物的库房周围,使库房的温度保持在零摄氏度左右,蔬菜、谷物在没有制冷设备的库房里,完好保存了几个月。

目前,积雪发电已获得成功,利用积雪温差发电的独特设备也设计制造出来了。积雪发电的工作原理是这样:

把一个蒸发器放在地面上,蒸发器里面放的是沸点很低的液体化学物质,比如氟、氨等液体。再把一个凝缩器放在高山上。凝缩器里放的是雪。

两个器具之间用管道连接在一起,并把管内空气抽出。然后,用地下热水和工厂里的余热,使沸点很低的氟、氨等液体变成气体,通过管道冲击汽轮机,带动发电机发电。通过汽轮机的氟、氨气体,再经过凝缩器,在雪的冷却作用下,重新变成液体贮存在蓄水器里,通过泵送回蒸发器,循环使用,不断发电。

新型燃料

1988年,我国生产的一种固体燃料,是用工业下脚料锯末、秸秆、酒渣等做原料,先把它们烧成木炭状,然后加入一些叫做六亚甲基四胺的化学物质制成的。这种燃料用火柴一点就着,因此,被称为易燃燃料。它燃烧时放出的热量大,而且无烟、无味,烧后只留下少量的灰。这种燃料很受用户欢迎,现已远销美国。

人造燃料是用化学合成方法生产的燃料,把化学物质六亚甲基四胺和液氨压制成块状的固体燃料,是人造燃料中的优质产品。它在燃烧时产生的热量比烧煤高出1倍,火焰温度达到300摄氏度。它不像烧煤时会有烟灰、烧后会有灰渣,燃烧时也不放出有毒气体,所以,被家庭主妇们称赞为清洁、高效燃料,非常受欢迎。

你听说过有一种汽车,只需要水,而不需要汽油吗?英国发明家佛朗克司·柯尼正在做这方面试验。汽车都有水箱,他在水箱里的水面下,放上一个旋转的鼓,当然,这种鼓不是用皮制成的,而是用金属铝制成。然后,用一根铁丝伸向铝鼓,在铁丝与铝鼓之间加上18000伏的高压电能。在高压电作用下,水箱里的水开始分解成氧气和氢气,通过管道把氧气和氢气送到汽化器中,使它们混合,使发动机点火转动起来。

你又听说过用尿代替汽油开汽车吗?美国电信专家克拉奇菲尔德在上厕所时,看见便桶有几滴尿在闪光,这激发了他的创造欲。他拿了一块布,用尿浸润,然后通上电。不一会儿,尿布释放出一种白色气体,这种气体会燃烧。这样,克拉奇菲尔德发现了人尿中含有可燃性气体。这下,一发不可收。

克拉奇菲尔德动手研制一套收集尿中可燃气体的装置,用这个装置来煮饭、开汽车。4升“尿油”可使汽车行驶300~500千米。乘车外出旅游,就不必带汽油,只靠乘客的尿就满足汽车的需要了。克拉奇菲尔德预测,“尿油”

不仅能开汽车,还能开飞机、开宇宙飞船,甚至可以发电。如果你也想激发创造欲,不妨勤于观察,大胆思索,不要放过任何蛛丝马迹。

你愿意少喝一杯可口可乐吗?因为,可口可乐可以代替汽油开汽车。英国科菲尔德博士,曾破天荒地做了一个实验,证实了这点。他在一辆汽车的油箱里,灌满5升可口可乐饮料和一种特别配制的化学添加剂。结果,这辆汽车以每小时90千米的速度行驶在公路上,排出的废气比烧汽油减少30%。

燃料电池

意大利人伏打,在1789年做了一个实验。他用一种金属片接触青蛙腿,用另一种金片接触青蛙的神经,当用导线把两片金属连接起来时,青蛙腿发出微微颤动。这个发现引起了伏打的兴趣。接着,他用自己的舌头做试验。

他把一片锡箔放在自己的舌头上,并让锡箔跟一枚银币接触,舌头上立刻有电麻的感觉。后来,他找了许多不同的金属,如锌、锡、铅、铁、金、银等来做实验,使其中两种金属互相接触,结果,每接触一对金属,都能测出其中微弱的电流。

不久,伏打又把一组组铜片和锌片浸泡在一个个盛盐水的容器里,再用导线把它们连接起来,这样,伏打终于发明了一种能产生电流的装置——伏打电池。今天我们用的干电池,它的工作原理就来自最原始的伏打电池。

燃料电池是干电池家属中的一员,最早出现在100多年前,当时,没有引起人们的注意。在20世纪60年代执行阿波罗登月计划时,“阿波罗号”宇宙飞船上使用了燃料电池,才使得它崭露头角,引起人们的重视。

手电筒里、收音机里使用的干电池,外壳是负极,中间的碳芯是正极。长期不用,干电池外壳会渗出一种溶液,这是电解液,就好比是伏打实验时用的盐水。燃料电池也有正、负电极和电解液,只不过多了氧化剂和燃料。

燃料电池的发电原理与干电池一样,所不同的只是,干电池的燃料装在电池内部,当燃料用完以后,电池就不能继续供电,需换新的电池使用;而燃料电池的燃料是贮存在电池之外的,只要燃料和氧化剂连续输入电池中,燃料电池就可源源不断地发电,燃料电池也就由此而得名。

由于使用的燃料和氧化剂有许多种,所以,燃料电池的种类很多:有氢—氧燃料电池,“阿波罗号”宇宙飞船上使用的就是这种燃料电池;有金属氢化物—空气燃料电池;有甲醇—氧燃料电池;有水—钠燃料电池。水—钠燃料电池是很先进的燃料电池,它由钠和水做燃料,钠是碱性金属,它同水一起会发生猛烈的化学反应,放出大量的热。水—钠燃料电池的副产品是氢,它是人们正在开发的新能源。使用水—钠燃料电池,不需要使用输电线,只要用汽车或火车把钠送给用户就可以,使用非常方便。

除了水—钠燃料电池之外,人们正在研究更先进的方法,直接利用天然气或人造煤气做原料的燃料电池,以海水为原料的燃料电池也在研制中。

燃料电池的优点很多,主要是在工作时没有噪音,不会产生有害气体,效率高。现代化燃料电池实际上是座无污染、无噪音的发电厂,发电容量可有10万千瓦,效率比小型电厂高1~3倍,能保证一个家庭、一家工厂,甚至整个居民点的用电。

冰也能燃烧吗

冰在夏天是少年朋友最喜欢的消暑饮料,怎么也能成为燃料呢?因为,此种“冰”非那种冰。我们所说的“冰”,不是由水凝结而成的自然冰,而是由天然气——甲烷的水溶液凝结而成的。它蕴藏在海岸深处的地层中,外表和特征都与自然冰相似,但是它能直接燃烧。所以,科学家把它称为“可燃冰”、“透明煤”。可燃冰是怎么来的?它是高压、低温的产物。海洋深处的压力究竟有多大?让我们先来看一个故事。

1963年4月10日,当时美国海军中最先进最复杂的攻击型核潜艇“长尾鲨号”,在水中试验潜艇下潜深度。当下潜到240多米时,艇体发出一种尖细的叫声,叫声混杂在各种声音里,并没有引起人们的注意。战士们都沉醉在兴奋和激动中,因为这个深度是海军以前从未到达的深度,他们正在走前人从没走过的路。到了300多米时,刺耳的尖细叫声更加频繁急促。“砰!”

潜艇的辅机舱突然传来巨大的金属爆破声。巨大的深水压力把海水汽化成浓密的雾弥盖了辅机舱。不久,核反应堆停止工作,潜艇主机车停车。艇长采取了一系列应急措施都无济于事,潜艇继续下沉。接着,机舱传来惊天动地的巨响,1500吨海水冲进受伤的潜艇。艇内通常约每平方厘米1千克的空气压力,急剧上升到至少每平方厘米56千克,那些没有被水流冲杀的战士,顷刻间被高压空气压死了。巨大的水下压力使“长尾鲨号”核潜艇从此消失了,129名艇员全部丧生。这一水下大悲剧惊动了美国朝野,传遍全球。

在海洋中,海洋的动物和微生物遗骸不断沉积在海底,会分解出一种甲烷气体。由于海底的温度低而水压力非常高,所以,大部分甲烷气体不是逃逸到水面,而是被压力压到沉积岩细微的孔隙内转化为水合物。这些充满水合物结晶体的沉积物,随着时间的推移,被新的沉积物覆盖。这时,水合物开始分解,气泡冲破冰的封锁,沿着弯弯曲曲的缝隙和孔隙向上运动,重又进入上面的水合物形成区。这样,在数百万年的漫长岁月里周而复始,形成了固体化合物——冰矿矿床。

地球上冰矿的蕴藏量十分惊人。美国和加拿大沿海地区蕴藏量估计达数百亿立方米,可供开采几百年。在俄罗斯的里海、黑海和鄂霍次克海也取出了含可燃冰矿的岩芯。新西兰、印度、日本等国都有可燃冰矿存在。

只是目前世界上还没有开采冰矿的经验和技术。人们正在研究开采方法。可以预料,随着科学技术的进一步发展,不远的将来,这一难题会得到解决。到那时,人类就可以用冰做饭、取暖、炼钢、发电等。

同类推荐
  • 在荒漠上成长的果实法布尔的故事

    在荒漠上成长的果实法布尔的故事

    本书介绍法布尔——不朽名著《昆虫记》作者的故事,阐述其“苦难的童年、揭示昆虫世界的秘密”、及诗一样文字的《昆虫记》的完成等。
  • 地球奇观(中)

    地球奇观(中)

    绚烂的大千世界带给我们无限精彩的同时也让人产生无尽的疑惑,比如,神秘的宇宙究竟是怎样形成的?我们美丽的地球家园是不是宇宙中唯一有生命的星球?千奇百怪的动物和植物又有哪些特殊的习性?对于有着强烈求知欲望的青少年来说,这一个个问号时刻萦绕在脑海中。
  • 文明解密

    文明解密

    这里有神秘诡异的百科知识等你阅读,这里有扑朔迷离的背后玄机等待你的发现,这里有鲜为人知的惊险内幕等待你的探索,这里有匪夷所思的灵异事件等待你的追寻。
  • 草原猛士的旅程

    草原猛士的旅程

    广袤无垠的草原,气候类型多样,植物种类丰富,植被类型复杂。在如此辽阔的草原上还生活着许多可爱的野生动物。但是由于人类对草原不合理地开发利用,导致草原生态环境恶化,影响了草原的可持续发展,危机人类与动物的生存环境。如何保护草原、保护地球生态环境,成为人类面对的课题。
  • 新编科技知识全书:世界科技五千年

    新编科技知识全书:世界科技五千年

    面对浩瀚广阔的科普知识领域,编者将科普类的内容归纳总结,精心编纂了一套科普类图书,使读者能够更全面、更深入的了解科普知识,以便解开心中的种种谜团。阅读本套图书,犹如聆听智者的教诲,让读者在轻松之余获得更加全面深刻的理论教育,使自己的思想更严谨,更无懈可击。相信每一个看过这套书的读者都会为之受益。
热门推荐
  • 纵横天游

    纵横天游

    这本书的实验过程一准备象别的小说那样用装备和打BOSS来吸引读者(放弃了)二准备用血腥的杀戮来吸引读者(失败了)三用诡异的情节和主角的智谋来吸引读者(实验中)
  • 心悸奶茶

    心悸奶茶

    把时间献给日常,献给高不成低不就,簇拥度日的我们
  • 久宿

    久宿

    当时间开始流动,一切都将要消失。永恒已去,何物能存、、
  • 现代魔战

    现代魔战

    写了一些小段子,每章后面都会有一个,希望大家喜欢。再说说小说内容:万年前,地球一战尽毁,万年后,高中生吕闲因一次误闯,进入了一个魔法结界,从此和修仙校花纠葛在了一起,从此踏上了修仙之路,但他不知道,从此自己将被卷入各种神话传说和异界纷争之中。
  • 这个皇帝爱搞事

    这个皇帝爱搞事

    《叫我皇帝陛下》是一种当皇帝招募名臣建设大秦帝国的游戏!大学生刘源在晚上做游戏任务的时候眼睛一花便重生在了星元大陆大元帝国的将军世家刘家嫡孙刘源身上!且看得到变异帝国的刘源如何激荡风云,潇洒于天下!(刘源:来,狐族公主,拿着我的十万征兵符,用它召唤十万大军为你狐族夺回族地!)
  • 末世至尊红颜

    末世至尊红颜

    一次灵魂的替换,究竟是巧合还是宿命?!她是古代踏着万千尸骨走上战神之位的一代大将,亦是以一手银针闻名于世间的圣医。她不屈于世俗,以女子之躯写下一曲又一曲传奇。末世之中,异族横行,数族并起,强者为尊!“他”是末世之中玄天洛家的“四少”,是人人不屑的草包加花痴,一朝被人计算灵魂散灭。当一个倔强不屈的灵魂跨越千万年而来,当她成为“他”,当战神变为草包,当她触及到前世遥不可及的亲情温暖。本想就此与亲人们逍遥世间,奈何阴谋诡谲接踵而来……我欲求安,你却逼我成魔!女主腹黑狡诈,男主霸道狂拽!~
  • 与法医合租那些事儿

    与法医合租那些事儿

    阴森凉意扑鼻的大宅里第一次见到的他,眸子散发着拒人于千里之外的冷意,那棱骨分明的轮廓显得格外均匀。一字一句仿佛是一首轻柔的歌,婉转而悠长。因为身上的钱所剩无几,因为一条莫名其妙的信息勉强和未知的人一起合租房子,结果展开了一系列令她无法预测的事情。未知的命运带领着她与那个冷漠、孤傲的男人一起相遇、相识、相爱在刺激的人生中走向她从未体验的人生之路。
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 锅包肉

    锅包肉

    通过简短的对话展示一对老夫妻平凡而感人的一生
  • 幸好回头是你

    幸好回头是你

    势必将甜宠进行到底!一段甜到心脏疼的宠爱,一位用情至深的男人,也忍不住感叹一句追妻路漫漫啊。……老婆大人说什么,就是什么!