Книги, научные публикации
Pages: | 1 | 2 | 3 | 4 | Водородный №1 2006 Всеобуч Проект Водородного Клуба МИРЭА Издатель: МИРЭА Ч Московский государственный ПРЕДСЕДАТЕЛЬ институт радиотехники, электроники СОВЕТА ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОГО СОБРАНИЯ и ...
-- [ Страница 3 ] --4. Московский энергетический институт: 17. Кафедра химии Московского вечернего метал Ч кафедра химии и энерготехнической энергетики;
лургического института.
Ч кафедра физики электротехнических материалов 19. Кафедра неорганической химии Бурятского госу и автоматизации электротехнических компонентов. дарственного университета.
5. Кафедра химии и технологии редких элементов 20. Кафедра полупроводников Воронежского госу Московской государственной академии тонкой химичес дарственного университета.
кой технологии им. М.В. Ломоносова. 21. Кафедра неорганической химии Ростовского го 6. Химический факультет Уральского государствен сударственного университета.
ного университета: 22. Кафедра химии и технологии неорганических ве Ч кафедра неорганической химии;
ществ Львовского государственного университета (Укра Ч кафедра физической химии;
ина).
Ч кафедра аналитической химии. 23.Кафедра физической химии Санкт Петербургско 7. Кафедра технологии катализаторов Санкт Петер го политехнического университета.
бургского государственного технологического универси 24.Кафедра промышленной экологии Тюменского тета. государственного нефтегазового университета.
8.Кафедра неорганической химии Самарского госу 25.Кафедра автомобильных и тракторных двигате дарственного университета. лей" Московского государственного технического уни 9. Кафедра физики физического факультета Донец верситета "МАМИ".
кого политехнического института (Украина). 26.Кафедра ВЭПТ факультета естественных наук и 10. Кафедра энергетики Национального аэрокосми математики Томского политехнического университета.
ческого университета "Харьковский авиационный инсти 27.Кафедра физики твердого тела Пермского госу тут" (Украина). дарственного университета.
11. Кафедра материаловедения и технологии новых 28.Кафедра эксплуатация транспортных средств Рос материалов Нижегородского государственного техничес сийского университета дружбы народов.
кого университета. 29.Кафедра экологии Российского государственного 12. Кафедра физики Белорусского технологического гидрометеорологического университета.
А.А.ЕВДОКИМОВ. Общественные начала в действии 51 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ НИОКР К КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКЕ ПРИОРИТЕТНОСТИ НИОКР и СПР, ВКЛЮЧАЕМЫХ В НАЦИОНАЛЬНУЮ НАУЧНО ИННОВАЦИОННУЮ ПРОГРАММУ "ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА" ЛАЗАРЕВ Виктор Михайлович, доктор технических наук, старший научный сотрудник Важнейшей проблемой при формировании нацио П2 Ч Широта охвата научно теоретических нальной научно инновационной программы "Водород вопросов;
ная энергетика" будет являться повышение степени обос П3 Ч Этапность (текущая) выполнения работы;
нованности включаемых в программу мероприятий. П4 Ч Научно теоретическая ценность результатов Ниже излагается методика, обеспечивающая количе работы;
ственную оценку приоритетности этих мероприятий и П5 Ч Методологическая ценность результатов вариант ее программной реализации. работы;
В качестве мероприятий в работе рассматриваются П6 Ч Научно практическая ценность результатов НИОКР и СПР1. работы;
Сущность методики оценки приоритетности НИОКР П7 Ч Степень практической реализации результатов и СПР может быть описана следующим образом. работы;
На предварительном этапе в рамках каждого темати П8 Ч Оперативная ценность НИОКР;
ческого направления по результатам анализа заявок в П9 Ч Новизна образца;
перспективный план составляется сводный перечень П10 Ч Экономическая эффективность работы;
НИОКР и СПР. П11 Ч Серийная пригодность образца;
Затем определяется перечень основных показателей П12 Ч Оперативная ценность СПР;
оценки качества НИОКР и СПР с точки зрения решае П13 Ч Характеристика исполнителя.
мых в национальной научно инновационной программе "Водородная энергетика" задач. Следует отметить, что отдельные показатели из при В единую систему показателей качества НИОКР и веденных целесообразно использовать для оценки уров СПР предложено включить: ней приоритетности НИОКР и СПР в целом, ряд из по П1 Ч Важность работы с точки зрения решаемых казателей целесообразно использовать для оценки уров в национальной научно инновационной ней приоритетности выполнения только НИР, другие программе "Водородная энергетика" задач;
только ОКР или СПР. Есть показатели, которые целесоо бразно использовать для оценки уровней приоритетно В методике используются принятые на практике сокращения: НИОКР Ч сти НИР, ОКР и СПР в любой комбинации. Рекомендуе научно исследовательские и опытно конструкторские работы;
СПР Ч се мый порядок использования показателей при оценке на рийно производственные работы;
КНИР Ч комплексные научно иссле довательские работы;
МВК Ч межведомственная комиссия;
РКД Ч рабо учно технической продукции приведен в табл.1.
чая проектная документация;
ТП Ч технический проект;
ЭП Ч эскизный проект;
ЭТП Ч эскизно технический проект;
ТЗ Ч техническое задание.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ Таблица Вид Использование показателей при оценке НТП НТП П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П8 П9 П10 П11 П12 П НИР + + + + + + + + + ОКР + + + + + + + + + + СПР + + + + + Сущность предлагаемой методики оценки приори Рассмотрим каждый из этапов несколько подробнее.
тетности НИОКР и СПР может быть описана в виде Первый этап. Введенные показатели эффективности трехэтапной процедуры. НИОКР и СПР в общем случае, с точки зрения потреби На первом этапе осуществляется ранжирование (вы телей научно технической продукции (НТП), не являют числение коэффициентов значимости) выбранных пока ся равноправными по отношению друг к другу, что пред зателей эффективности НИОКР и СПР. определяет необходимость их ранжирования, то есть по На втором уровне производится оценка вклада кон лучение оценок коэффициентов значимости показате кретных НИОКР и СПР в выбранные для оценки показа лей.
тели. Ранжирование введенных показателей предлагается На третьем этапе производится оценка приорите осуществить с использованием методики попарных срав тов реализации НИР, ОКР, СПР с учетом полученных нений показателей.
на первом этапе коэффициентов важности самих пока Попарные сравнения производятся с использовани зателей. ем шкалы предоженной Саати (табл.2).
Таблица Качественная оценка Количественная степени важности Определение Объяснение оценка результата показателя НТП сравнения 1 2 3 Два сравниваемых показателя оценки приоритетности создаваемой НТП А Одинаковая значимость 0,4...0, вносят одинаковый вклад в достижение целей создания НТП Некоторое преобладание Опыт и суждение дают легкое значимости первого из B предпочтение первому из 0,6...0, сравниваемых показателей над сравниваемых показателей над вторым вторым (слабая значимость) Обратное некоторое Опыт и суждение дают легкое преобладание (обратная слабая предпочтение второму из 0,3...0, C значимость). Небольшое сравниваемых показателей перед преобладание значимости первым второго показателя перед первым Сильная значимость или очевидная значимость первого из Предпочтение первого из D сравниваемых показателей перед сравниваемых показателей перед 0,7...0, вторым. Превосходство вторым является сильным практически явно Обратная сильная значимость.
Предпочтение второго из Превосходство второго из Е сравниваемых показателей перед 0,1...0, сравниваемых показателей над первым является явным первым практически явно Абсолютная значимость.
Свидетельство в пользу первого из Предпочтение первого из F сравниваемых показателей в высшей 0,9...1, сравниваемых показателей перед степени убедительно вторым абсолютно Обратная абсолютная значимость. Предпочтение Свидетельство в пользу второго из G второго из сравниваемых сравниваемых показателей в высшей 0,0...0, показателей перед первым степени убедительно абсолютно В.М.ЛАЗАРЕВ. Количественные оценки приоритетности 53 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ Результаты попарных сравнений относительной важ Алгоритм получения интегральных оценок приори ности показателей значимости НТП с использованием тетности реализации НТП (НИР, ОКР, СПР) представля предложенной в таблице 2 шкалы оценок оформляются в ет собой следующую итерационную процедуру:
виде матрицы: 1. Составление матрицы H, сопряженной F;
2. Вычисление матрицы ||C|| = ||F|| * ||H||;
3. Составление характеристической матрицы:
||C L * E|| * ||V|| = 0.
4. Решение характеристического уравнения на осно ве рекуррентной процедуры:
Обработка этой матрицы может быть осуществлена с ||V(k)|| = ||C|| * ||V(k 1)||, использованием метода Саати.
где ||V(0)|| = E, ||V(k)|| ||V(k 1)|| < Ч условие окон Сущность метода Саати заключается в следующем.
чания итерационного процесса, Справедливо следующее равенство [ ]:
Ч требуемая точность вычислений.
(B nE)W=0, Вектор ||V(k)|| представляет собой искомые оценки Вектор |W представляет собой искомые коэффици уровней приоритетности реализации НИР, ОКР, СПР.
енты значимости показателей эффективности создания Приведем схематический пример оценки на основе НТП. разработанной программы.
Допустим нам необходимо оценить приоритетность Второй этап. На втором этапе в рамках каждого тема четырех НИР (рис.1).
тического направления по результатам анализа заявок в перспективный план составляется сводный перечень НИОКР и СПР (Z1,...,Zi,...,Zm). Ключевым элементом определения приоритетов реализации НИР, ОКР, СПР является процедура получения количественных оценок предпочтительности создания НТП по введенным по казателям. Эту оценку предлагается осуществить с уче том предложенной системы критериев. Вариант такой системы критериев для оценки введенных показателей предпочтительности НИР, ОКР, СПР приведен в Прило жении.
После проведения оценок по всей совокупности по Рис.1. Ввод проектов подлежащих оценке.
казателей результаты оформляются в виде матрицы Q со ответствия НИОКР и СПР поставленным задачам по ча стным показателям (табл.3).
Таблица 3.
Наименов. Количественные оценки НИОКР показателей и СПР П1 П2 П3 П4... П ||Q|| = Z1 q1,1 q1,2 q1,3 q1,4 q1,...
Zm qm,1 qm,2 qm,3 qm,4 qm, Для получения итоговых оценок приоритетности НТП используется тот же самый алгоритм, что при ре Рис.2. Ввод показателей для оценки НИР шении задачи ранжирования коэффициентов значимос (в данном примере пяти показателей).
ти на основе процедуры попарных сравнений.
Пусть матрица Q представлена в виде:
Пересчитанные значения матрицы Q c учетом ко эффициентов значимости показателей эффективности создания НТП W могут быть представлены в виде мат рицы F:
Рис.3. Ввод результатов попарных сравнений показателей.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ Рис.4. Результаты сравнения коэффициентов Рис.6. Результаты оценки приоритетности НИР значимости показателей. с учетом важности показателей в табличной форме.
Рис.5. Ввод оценок вклада НИР в показатели эффективности.
Рис.7. Результаты оценки приоритетности НИР с учетом важности показателей в графической форме.
Использование предложенной методики позволит Литература.
проводить более обоснованную научно техническую 1. Саати Т., Кернс К. Аналитическое планирование.
политику в области водородной энергетики. Организация систем. М., Мир, 1991Ч463 c.
ПРИЛОЖЕНИЕ Система критериев для оценки показателей приоритентности НИОКР и СПР в области водородной энергетики Показатели предпоч Факторы, учитываемые при оценке приоритетности Оценки в баллах тительности НИОКР и СПР 1 2 П1 для КНИР и системных НИОКР Важность Работа относится к разряду приоритетных и имеет большое значе 0,95Ч1, работы с точки зрения ние для обеспечения энергетической безопасности страны интересов Работа относится к разряду важнейших и имеет значение для 0,85Ч0, энергетической отрасли России (НИР, ОКР, СПР) для НИР, ОКР и СПР В.М.ЛАЗАРЕВ. Количественные оценки приоритетности 55 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ 1 2 0,75Ч0,80 Работа имеет значение для энергетической отрасли России и дру гих направлений энергетики (межвидовой уровень применения) 0,65Ч0,70 Работа имеет значение для всей системы водородной энергетики (внутриведомственный уровень применения) 0,45Ч0,60 Работа выполняется только в интересах водородной энергетики (узковедомственный уровень применения) для КНИР и системных НИР 0,95Ч1,00 В работе исследуется широкий комплекс вопросов энергетичес кой науки, развития и использования энергетики в целом 0,85Ч0,90 В работе исследуется широкий комплекс вопросов энергетичес кой науки, развития и использования водородной энергетики в целом 0,75Ч0,80 В работе отражены вопросы развития технических средств и дру гих элементов обеспечения, применения водородной энергетики 0,65Ч0,70 Работа направлена на обоснование общих путей создания класса П техники или специальных технических средств водородной энер Широта охвата гетики (решение о дальнейшей разработке принимается по окон теоретических вопросов чанию НИР) 0,45Ч0,60 Работа направлена на обоснование путей создания отдельных (НИР) комплексов/средств водородной энергетики (с обязательным продолжением в рамках ОКР и созданием опытного образца 0,35Ч0,50 В работе исследуются (решаются) отдельные прикладные вопро сы (создание макетов, экспериментальных образцов, специально го математического обеспечения) 0,25Ч0,40 В работе исследуются отдельные фундаментально поисковые во просы, направленные на изыскание путей создания перспектив ных технических средств водородной энергетики 0,95Ч1,00 Работа находится на этапе:
НИР Ч подготовки итогового отчета ОКР Ч предварительных и государственных испытаний (ГИ), до работки по результатам ГИ, МВК (при изготовлении нескольких опытных образцов Ч последнего) 0,85Ч0,90 Работа находится на этапе:
НИР Ч завершения исследований по проблеме ОКР Ч изготовления опытного образца (опытных образцов) 0,75Ч0,80 Работа находится на этапе:
НИР Ч выполнения исследований по проблеме ОКР Ч разработки РКД П 0,65Ч0,70 Работа находится на этапе:
Этапность (текущая) НИР Ч начала исследований по проблеме выполнения работы ОКР Ч разработки ТП (ЭТП) 0,55Ч0,60 Работа находится на этапе:
(НИР,ОКР) НИР Ч изучения направлений предстоящих исследований ОКР Ч подготовки ЭП (аванпроекта, инженерной записки) 0,45Ч0,50 Работа включена в годовой план и на нее есть утвержденное ТЗ (ТЗ в стадии согласования) 0,35Ч0,40 Работа включена в пятилетний план на текущий период, проект плана НИОКР на следующий год (планируемый период) 0,15Ч0,20 Работа предлагается для включения в пятилетний план на оче редной период 0 Работа завершена (предстоит окончательный расчет) для КНИР и системных НИР 0,95Ч1, В работе решается крупная научная проблема или обосновывают П ся новые научные направления Научно теоретическая 0,85Ч0, Исследуются несколько новых научно технических вопросов ценность результатов обеспечения создания средств водородной энергетики работы для НИР 0,55Ч0, Планируется разработка хотя бы одного нового научного вопроса (НИР) в исследуемой области 0,15Ч0, Работа не содержит разработок новых научных вопросов Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ 1 2 0,95Ч1,00 В работе предлагается (предполагается) применение новых, ранее неизвестных:
НИР Ч методов научного исследования, имеющих общенаучное значение, рекомендаций для внедрения в практику ОКР Ч принципов построения и создания комплексов водород ной энергетики 0,85Ч0,90 В работе предполагается применение новых:
П5 НИР Ч методов научного исследования, имеющих частное значение Методологическая ОКР Ч принципов построения образцов водородной энергетики ценность результатов В работе предполагается применение новых для водородной энер работы 0,75Ч0,80 гетики НИР Ч методов исследования:
ОКР Ч принципов построения образцов и аппаратуры (НИР,ОКР) В работе предполагается применение совокупности известных:
0,65Ч0,70 НИР Ч методов исследования ОКР Ч принципов построения образцов и аппаратуры (ка чественная модернизация средств) В работе предполагается применение упрощенных:
0,35Ч0,50 НИР Ч методов исследования ОКР Ч принципов построения образцов и аппаратуры (незначи тельная модернизация существующих средств) 0,95Ч1,00 Работы, в которых осуществляется разработка:
НИР Ч состава, форм и способов применения системы средств водородной энергетики ОКР Ч новой подсистемы водородной энергетики 0,85Ч0,90 Работы, в которых осуществляется разработка:
НИР Ч состава, форм и способов использования средств водо родной энергетики ОКР Ч принципиально новых отдельных комплексов и средств водородной энергетики (аналоги отсутствуют) 0,75Ч0,80 Работы, в которых осуществляется разработка:
НИР Ч макетов, экспериментальных образцов, специального программного обеспечения П ОКР Ч новых отдельных комплексов и средств водородной энер Научно Ч практическая гетики (на замену существующих образцов) ценность результатов 0,65Ч0,70 Работы, в которых осуществляется:
работы НИР Ч разработка предложений по модернизации существую щих отдельных комплексов и средств водородной энергетики (НИР,ОКР) ОКР Ч модернизация существующих отдельных комплексов и средств водородной энергетики 0,35Ч0,50 Работы, в которых осуществляется:
НИР Ч поисковые исследования возможных путей создания (в том числе с использованием новых физических принципов) пер спективных комплексов и средств водородной энергетики и средств обеспечения деятельности (фундаментальные и поиско вые исследования с ориентацией на перспективу 0,25Ч0,30 Работы, в которых осуществляется:
НИР Ч исследования геополитических и гуманитарных (лингви стических) проблем, вопросов изменения условий использования водородной энергетики 0,85Ч1,00 Работа, в процессе выполнения которой полученные результаты уже находят применение на практике:
НИР Ч на основании полученных результатов принято решение о П развертывании ОКР ранее предварительно установленных сроков Степень завершения самой НИР;
полученные макетные или эксперимен практической тальные образцы, специальное программное обеспечение ис реализации пользуются в работе (приняты на снабжение, в эксплуатацию) результатов ОКР Ч созданные опытные образцы введены в эксплуатацию работы 0,65Ч0,80 Работа, результаты которой будут использоваться сразу после за вершения.
(НИР,ОКР) Подтверждения:
НИР Ч заключение экспертной комиссии о возможности исполь зования макетных или экспериментальных образцов, В.М.ЛАЗАРЕВ. Количественные оценки приоритетности 57 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ 1 2 специального математического обеспечения в работе, решение о развертывании по результатам НИР опытно конструкторской ра боты ОКР Ч принятие на снабжение, в эксплуатацию 0,35Ч0,50 Вопросы, поднятые в работе, будут приняты к реализации или для решения рассматриваемых проблем в дальнейшем 0,95Ч1,00 Работа направлена на создание средств водородной энергетики 0,85Ч0,90 Работа направлена на создание средств непосредственного обес печения использования средств водородной энергетики 0,75Ч0,80 Работа направлена на создание средств связи, передачи информа ции и данных П 0,65Ч0,70 Работа направлена на создание второстепенных средств обеспече Оперативная ценность ния деятельности в области водородной энергетики (средства от НИОКР ображения, тренажеры и т.д.) 0,55Ч0,60 Работа носит характер общесистемных исследований (НИР,ОКР) 0,45Ч0,50 В работе рассматриваются отдельные прикладные вопросы с пер спективой их реализации в конкретных образцах 0,25Ч0,40 В работе проводятся поисковые исследования, направленные на изыскание путей создания перспективных технических средств 0,95Ч1,00 В рамках ОКР осуществляется разработка принципиально нового поколения средств водородной энергетики 0,85Ч0,90 В рамках ОКР осуществляется разработка новых средств, обеспе П9 чивающих качественное повышение эффективности решения за Новизна дач образца 0,75Ч0,80 В рамках ОКР осуществляется разработка средств, предназначен ных на замену старого парка (изделие на изделие) (ОКР) 0,65Ч0,70 В рамках ОКР осуществляется комплексирование / качественная модернизация стоящих на эксплуатации средств 0,35Ч0,50 В рамках ОКР осуществляется улучшение отдельных показателей стоящих на эксплуатации средств 0,95Ч1,00 Образец:
ОКР Ч разрабатываемый в рамках ОКР СПР Ч серийно выпускаемый принципиально новый, аналоги отсутствуют вообще или неизве стны, оперативная ценность чрезвычайно высока 0,85Ч0,90 Образец:
ОКР Ч разрабатываемый в рамках ОКР СПР Ч серийно выпускаемый принципиально новый, аналоги отсутствуют вообще или неизве стны, оперативная ценность достаточно высока 0,75Ч0,80 Стоимость образца:
ОКР Ч разработки СПР Ч производства в относительных ценах ниже стоимости разработки / производ П ства аналога Экономическая эффек 0,65Ч0,70 Стоимость образца:
тивность работы ОКР Ч разработки СПР Ч производства (ОКР,СПР) в относительных ценах соизмерима со стоимостью разработки / производства аналога при высокой оперативной ценности образ ца по отношению к аналогу 0,55Ч0,60 Стоимость образца:
ОКР Ч разработки СПР Ч производства в относительных ценах соизмерима со стоимостью разработки / производства аналога при сопоставимой оперативной ценности образца по отношению к аналогу 0,45Ч0,50 Стоимость образца:
ОКР Ч разработки СПР Ч производства в относительных ценах значительно превышает стоимость Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ 1 2 разработки / производства аналога при высокой оперативной ценности образца по отношению к аналогу Стоимость образца:
0,35Ч0, ОКР Ч разработки СПР Ч производства в относительных ценах значительно превышает стоимость разра ботки / производства аналога при сопоставимой оперативной ценности образца по отношению к аналогу 0,95Ч1,00 Образец:
ОКР Ч разрабатываемый в рамках ОКР СПР Ч серийно выпускаемый предлагается к массовому серийному производству в течение дли тельного периода 0,85Ч0,90 Образец:
ОКР Ч разрабатываемый в рамках ОКР П СПР Ч серийно выпускаемый Серийно пригодность предлагается к массовому серийному производству в течение ко образца роткого периода 0,75Ч0,80 Образец:
(ОКР,СПР) ОКР Ч разрабатываемый в рамках ОКР СПР Ч серийно выпускаемый предлагается к малосерийному производству 0,65Ч0,70 В рамках ОКР будет изготовлено несколько опытных образцов (серийное производство не предусматривается) 0,35Ч0,50 В рамках ОКР будет изготовлен только один опытный образец (серийное производство не предусматривается) 0,95Ч1,00 Поставляемая серийная продукция обеспечивает удовлетворение первоочередных потребностей в области водородной энергетики 0,85Ч0,90 Поставляемая серийная продукция обеспечивает дальнейшее на ращивание возможностей вида системы водородной энергетики П (3Ч5 лет с момента принятия образца) / доведение штатной уком Оперативная плектованности до уровня не ниже 50 процентов ценность СПР 0,75Ч0,80 Поставляемая серийная продукция идет на доведение штатной укомплектованности до уровня не ниже 75 процентов (СПР) 0,55Ч0,60 Поставляемая серийная продукция идет на доведение штатной укомплектованности до уровня не ниже 100 процентов 0,35Ч0,50 Поставляемая серийная продукция идет на доведение запасов до уровня 100 процентов.
0,95Ч1,00 Базовое (по перечню) предприятие / организация, располагает собственной научной и производственной базой 0,85Ч0,90 Базовое (по перечню) предприятие / организация, располагает собственной научной или производственной базой 0,75Ч0,80 Основное (по перечню) предприятие / организация, располагает собственной научной и производственной базой 0,65Ч0,70 Основное (по перечню) предприятие / организация, располагает собственной научной или производственной базой 0,55Ч0,60 Уникальное (по дополнительному перечню) предприятие / орга низация (включая РАН, высшую школу, венчурные и малые фир П мы), другие исполнители работ по данной тематике неизвестны Характеристика 0,45Ч0,50 Не основное предприятие / организация (включая РАН, высшую исполнителя школу, венчурные и малые фирмы) ведет в интересах водородной энергетики несколько (1Ч3) работ, имеются другие исполнители (НИР,ОКР, СПР) работ по данной тематике, в далекой перспективе (через 3Ч4 го да) планируется отказ от размещения на нем заказов в части водо родной энергетики 0,25Ч0,30 Не основное предприятие/организация, (включая РАН, высшую школу, венчурные и малые фирмы), ведет в интересах водородной энергетики несколько (1Ч3) работ, имеются другие исполнители работ по данной тематике, в ближайшей перспективе (через 1Ч года) планируется отказ от размещения на нем заказов в части во дородной энергетики.
В.М.ЛАЗАРЕВ. Количественные оценки приоритетности 59 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ВУЗ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ МАГИСТРОВ И ПЕРЕПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ "ВОДОРОДНАЯ ЭНЕРГЕТИКА" Программа составлена преподавателями и сотрудниками Химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова и Института проблем химической физики РАН ные материалы с участием инертных и активных неме I. Введение таллических матриц, аморфные, нанокристаллические металлы и "механические сплавы". Механохимические Понятие о первичных и вторичных источниках энер методы синтеза и активации.
гии. Термодинамическая оценка качества различных ви 4. Водород в неорганическом и органическом синте дов энергии с помощью функции эксэргия. Экология зах. Получение аммиака, метанола и изоцианатов. При процессов горения с участием водорода. Топливные эле менение водорода в гидрировании жиров, в синтезе вы менты. Перспективы использования в качестве энерго сокомолекулярных соединений, нефтеочистке, в метал носителя на наземном транспорте, авиации, космичес лургии и плазмохимии. Использование ковалентных кой технике и подводном флоте. Применение водорода в комплексных и металлорганических гидридов в качестве химической, нефтехимической и металлургической про катализаторов гидрирования и гидрометаллирования не мышленности. Никель гидридные аккумуляторы. Тепло насыщенных углеводородов.
вые насосы и термосорбционные компрессоры. Водород и синтетическое топливо.
IV. Способы получения, очистки и хранения водорода 1. Способы получения водорода. Лабораторные, про II. Водород: общие сведения.
мышленные, биохимические и другие.
2. Промышленные способы получения водорода. Ос 1. Водород в природе. Строение атома и молекулы.
новные сырьевые источники получения водорода. Элек Изотопия и изомерия. Физические, термодинамические, тролиз водных растворов. Механизм и энергетика про теплофизические и теплотехнические свойства.
цессов. Процессы паровой, кислородной и углекислот 2. Сжижение и хранение жидкого водорода.
ной конверсии и конверсии природного газа. Сравни 3. Водород в твердом состоянии.
тельные энергозатраты при получении водорода электро 4. Проблема металлического водорода.
лизом воды и конверсией природного газа. Эволюция технологических процессов конверсии природного газа.
III. Химия водорода Роль гетерогенного катализа в совершенствовании про цессов 1. Ионные, ковалентные и "металлические" бинар 3. Принцип работы топливного элемента. Окислитель ные гидриды, тернарные и комплексные гомо и гетеро но восстановительные реакции на электродах. Основные ядерные гидриды переходных и непереходных металлов. типы промышленных восстановителей: водород, углево Структурные, химические, физико химические и ката дороды, одно и многоатомные спирты. Экзотические литические свойства. случаи: аммиак, гидразин. Кислород и воздух как окис 2. Ковалентные и ионные гидриды как компактные и лители. Классификация по типу ионных проводников:
обратимые источники водорода. Термодинамика, Р,Т ди кислородпроводящие (SOFC), водородпроводящие, в аграммы состояния, термолиз, условия обратимости ре том числе полимерные, расплавные и растворные ТЭ.
акции "образование разложение" Получение исходных Основные процессы в топливных элементах. Термодина соединений и условия выделения водорода. мика и кинетика процессов в топливных элементах. Токи 3. Обратимое химическое взаимодействие водорода с и потенциалы ТЭ. Мощность ТЭ. Оптимизация условий металлами, сплавами и интерметаллидами. Термодина работы ТЭ.
мические параметры гидридов, равновесные давления, 4. Водородные топливные элементы для работы при гистерезис. Моно и полиметаллические композицион низких температурах. Растворные топливные элементы.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ Реакции ионизации водорода и кислорода в растворах. 2. Альтернативные способы получения водорода. Фото Особенности катодных и анодных процессов в щелочных каталитическое разложение воды, электрохимический и фосфорнокислых ТЭ. Электрокатализ. Катодные и фотолиз. Гидролиз и высокотемпературный термолиз анодные материалы для ТЭ. Конструктивные особеннос ионных и ковалентных гидридов металлов, растворение ти жидкостных ТЭ. Основные достоинства и недостатки металлов, пиролиз углеводородов. Радиолиз воды и диок жидкостных ТЭ. сида углерода, плазмохимические методы, термохимиче 5. Полимерные ТЭ. Nafion: строение, механизм про ские, термоэлектрохимические и термофотохимические тонного переноса, транспортные параметры: зависи циклы для получения водорода. Химизм, экология и эко мость от температуры и влажности окружающей среды. номика процессов. Сравнительные характеристики изве Nafion подобные протонпроводящие полимеры. Сред стных способов получения водорода.
нетемпературные мембраны на основе полибензимидазо 3. Биохимические способы получения водорода. Фер лов. Основные транспортные параметры. Перспективы менты, их структура, современные представления о фер новых протонпроводящих мембран. Неорганические ментативном катализе. Иммобилизация ферментов. Фер протонпроводящие материалы и композиты на их осно менты, активирующие молекулярный водород (гидроге ве. этих структурах, композитные материалы на основе назы). Кинетика и механизм действия гидрогеназ. Поня гетерополисоединений. Гидросульфат цезия и другие без тие о микроорганизмах. Кинетика роста микробных по водные суперпротоники. Композиты на основе гидро пуляций. Иммобилизация микроорганизмов. Водород сульфатов и гидрофосфатов. Катодные и анодные про продуцирующие микроорганизмы. Конверсия энергии цессы в полимерных ТЭ. Катодные и анодные материа органического топлива в водород путями темновой фер лы. Конструктивные особенности полимерных ТЭ. Ос ментации и с использованием света, биофотолиз. Поня новные преимущества и недостатки полимерных ТЭ. Но тие о биореакторах.
вые направления в разработке водородных ТЭ. 4. Методы очистки водорода. Методы выделения во 6. Топливные элементы при средних и высоких темпера дорода из газовых смесей. Мембранные технологии, ад турах. Топливные элементы на оксидных твердых элек сорбционные методы с участием гидридов металлов и тролитах (SOFC). Электролиты и электроды. Топливо и сплавов. Оксидные мембраны для спонтанного разделе окислитель. Материалы для топливных элементов с кис ния газов. Мембранные химические реакторы для кон лородной и протонной проводимостью. Способы получе версии метана.
ния материалов с протонной и кислородной проводимо 5. Хранение и транспортировка водорода. Новейшие стью. Обратимые окислительно восстановительные ре достижения в области газобаллонной техники. Хране акции в твердых телах с участием водорода и кислорода. ние жидкого водорода, комбинированные крио ком Средне и высокотемпературные системы. Общие проб прессионные методы хранения. Адсорбционные методы лемы ресурса ТЭ и деградации материалов. хранения: адсорбция водорода на углеродсодержащих 7. Биоэлектрокатализ. Биотопливный элемент и его материалах, супрамолекулярные системы со слабосвя преимущества. Водородные ферментные электроды на занным водородом, новые идеи в области адсорбцион основе гидрогеназ. ных методов аккумулирования водорода. Хранение во 8. Развитие и перспективы электрохимических энерге дорода в связанном состоянии: гидриды всех типов, их тических технологий. Критические проблемы. Наноиони композиции с инертными и активными наполнителями ка. Наноматериалы для электрохимических устройств. и матрицами. Практические аспекты металлогидридно го метода хранения водорода. Кинетические особеннос ти реакций гидридообразования и методы их регулиро V. Детекторы и сенсоры водорода вания. Тепло и массоперенос в металлгидридных систе мах, циклическая стабильность и влияние на нее приме Особенности и основные типы газовых сенсоров.
сей в водороде.
Физические принципы детектирования водорода: полу 6. Вопросы безопасности производства, хранения и ис проводниковые сенсоры и МДП структуры, сенсоры пользования водорода. Особенности водорода, связанные теплопроводности. Химические принципы детектирова с пожаро и взрывоопасностью, физиологическое воз ния: каталитические и электрохимические сенсоры. Сен действие на человека и окружающую среду, условия без сорные системы на основе твердых электролитов. Основ опасности при производстве, хранении, транспортирова ные характеристики сенсоров Ч быстродействие, селек нии и использовании водорода, вопросы водородного ма тивность, время жизни и пути управления ими. Кон териаловедения, требования к лабораторным и производ струкционные особенности сенсоров.
ственным помещениям.
VI. Перспективы использования водорода V11. Электрохимические генераторы как электроносителя и топливные элементы 1. Водород в портативных устройствах: мобильная 1. Гальванические элементы: классификация, прин связь, компьютеры, военные применения. Конструкци ципы действия, первичные (разовые) и вторичные (обра онные особенности малогабаритных ТЭ, пути миниатю тимые или перезаряжаемые) элементы.
ризации. Основные характеристики малогабаритных ТЭ.
2. Материаловедческие аспекты проблемы топливных Источники водорода конверсии. Получение водорода га элементов. Атомное (ионное) разупорядочение твердых тел.
зификацией угля и биоорганического сырья. Вопросы Возбуждение и разупорядочение в электронной подсисте экологии и экономики промышленного получения водо ме. Роль примесей. Диффузия и проводимость в твердом рода.
Программа подготовки магистров и специалистов 61 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ теле. Основные типы твердых электролитов. Электролиты 3. Водород в функциональных материалах. Влияние с собственным, примесным и структурным разупорядоче водорода на электрические свойства полупроводниковых нием. Композитные электролиты. Электролиты с проводи материалов на основе оксидов и нитридов металлов. Во мостью по катионам, кислороду и протонам. Требования к дород в кварцевых оптических волокнах, радиационно электродным материалам (адсорбционная и каталитичес стойкие световоды, рамановские волоконные лазеры и кая активность, высокая смешанная проводимость, обра усилители.
тимость). Примеры традиционных и современных элек тродных материалов. Благородные металлы. История и IX. Конкретные шаги перспективы применения. Экология и экономика порта по реализации программы тивных ТЭ. Никель металлогидридные аккумуляторы 2. Водород на транспорте: автомобили, подводные лод Ч Создание магистратуры на базе ВУЗов и Институ ки самолеты. Водород как добавка к топливу. Водород тов РАН;
ный двигатель. Особенности устройства ТЭ для транс Ч Создание базовых кафедр по водородной энергети порта. Комбинированные водородно бензиновые и во ке;
дородно спиртовые источники электроэнергии. Водо Ч Составление учебно методической документации:
род в космонавтике. Экономика и экология водородного Ч Учебные программы по курсу "Водородной энер транспорта.
гетики" 3. Большая энергетика и водород. Место водородной Ч Издание учебников и методических пособий.
энергетики в единой системе энергообеспечения. Авто Ч Создание опытно экспериментальной базы на ка номное энергообеспечение. Концепции атомно водо федре химической технологии и новых материалов хи родной и солнечно водородной энергетики. "Узкие мес мического факультета МГУ и институтах РАН, участву та" водородной энергетики и пути их преодоления. Срав ющих в научной и учебной программе "Водородная нительная экологическая характеристика различных спо энергетика":
собов производства энергии.
Ч Изготовление демонстрационных материалов и стендов;
VIII. Водородное материаловедение Ч Разработка учебных задач, создание практикумов и установок для практического курса;
1. Взаимодействие водорода с конструкционными мате Ч Подготовка и переподготовка преподавателей, на риалами: физические, химические и механические аспек учных сотрудников и учебно вспомогательного персона ты. Водородное охрупчивание. Сравнительная оценка во ла к проведению занятий по программе;
дородостойкости сталей и сплавов.
Ч Организация цикла практических занятий по во 2. Водородная обработка материалов. Водородный фа дородной энергетике, зовый наклеп. Гидридной диспергирование и процесс Ч Организация производственной практики на пред HDDR как метод получения дисперсных магнитных ма приятиях, производящих материалы для водородной териалов. Эффект памяти формы в металл водородных энергетики, энергопотребляющих предприятиях, энерго системах. Водородиндуцированная аморфизация интер производящих комплексах.
металлических соединений.
Выпускники физического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова вместе со своими преподавателями еще скажут свое веское слово в области развития водородной энергетики...
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ПРОГРАММА СПЕЦКУРСА ПО ВОДОРОДНОМУ ВСЕОБУЧУ БГУ ческого синтеза, угледобычи, малотоннажной химии, Современные технологии производства строительных материалов). Атомная энер и окружающая среда гетика и окружающая среда.
9. Эволюция антропогенных загрязнений в окружаю 1. Земля как единая система. Структура и динамика щей среде. Роль величины давления пара, растворимос экосистем Земли, энергетический и материальный ба ти, диффузии, адсорбции. Фотохимические и электрохи лансы.
мические реакции, небиологические превращения орга 2. Эволюция окружающей среды. Происхождение нических веществ, роль реакций гидролиза. Некоторые химических элементов. Химический состав Вселенной и микробиологические превращения загрязнений, превра Земли. Молекулы в космосе. Физико химия эволюции, щения кинобиотиков (диоксины).
появление атмосферы и гидросферы Земли, возникнове ние углеродсодержащих молекул и полимеров. Химия Литература возникновения жизни.
3. Строение и состав атмосферы земли. Взаимодей 1. Андруз Дж., Бримлекумб П., Джикелз Г., Лисе П.
ствие составляющих атмосферы. Фотохимические про Введение в химию окружающей среды. М., Мир, 1999.
цессы в атмосфере. Роль озона. Фотохимия атмосферных 2. В.Маршалл. Основные опасности химических про примесей, реакции с участием воды и оксидов азота. Фо изводств. М., Мир, 1989.
тохимические превращения углеродсодержащих соеди 3. Н. Маэно. Наука о льде. М., Мир, 1988.
нений в атмосфере. Типичные антропогенные воздей 4. А. Сассон. Биотехнология: свершения и надежды.
ствия на атмосферу: пыли и аэрозоли, газообразные вы М., Мир, 1987.
бросы, тепличный эффект, кислотные дожди и смоги, ме 5. М. Мак Ивенс, Л. Филипс. Химия атмосферы. М., ханизм образования озоновых дыр.
Мир, 1978.
4. Гидросфера: вода и её аномалии. Вода как раство 6. Мир восьмидесятых годов. М., Мир, 1989.
ритель. Кругооборот воды в природе. Вода как раствори 7. А.В. Яблоков. Атомная мифология: заметки эколо тель. Кругооборот воды в природе. Вода как компонент в га об атомной индустрии. М., Наука, 1997.
океанах, атмосфере и литосфере. Природа и последствия 8. Химия окружающей среды. Пер. с англ. Под ред.
антропогенных загрязнений воды. Эволюция углеводо А.П. Цыганкова. М., Химия, 1982.
родов различной природы, хлорорганических соедине ний, пестицидов и детергентов. Диоксины.
5. Состав литосферы. Основные минералы и горные породы, роль силикатов. Растворы в литосфере, гидролиз минералов в литосфере. Окислительно восстановитель ные реакции в литосфере. Почва: основные минералы и органические соединения, свойства почвы, транспорт ве ществ в почве.
6. Поведение элементов в окружающей среде: общие принципы оценки, роль испарения и конденсации, рас творения и кристаллизации, адсорбции и десорбции, окислительно восстановительного равновесия. Влияние комплексобразования.
7. Кругооборот углерода, азота, кислорода, фосфора, серы и некоторых металлов (As, Sn, Pb, Zn, Cd, Hg, Mn, Fe) в природе. Роль антропогенного фактора.
8. Масштабы влияния на окружающую среду (энерге тики, металлургии, нефтедобычи и нефтехимии, органи ВАС ВЫЗЫВАЕТ ВОДОРОДНЫЙ КЛУБ БЕЛОРУССКОГО УНИВЕРСИТЕТА На снимке (слева направо): Кирилл Захарчук, Елена ствия на материалы потоков атомарного водорода и Зарецкая, Александра Дамбровская, Наталья Яковец, кислорода, разрабатывают новые составы оксидных Екатерина Костюченко организаторы студенческого электронных проводников для топливных элементов.
Водородного клуба на химическом факультете Белору И надеются установить научные контакты с аналогич сского государственного университета. В настоящее ными клубами стран СНГ для координации совмест время они проводят исследования процессов воздей ных усилий.
Спецкурс по водородному всеобучу (Минск) 63 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ "ВОДОРОД В МЕТАЛЛАХ" Программа составлена на физическом факультете курс базируется на знаниях, полученных студентами ра Пермского государственного университета в соответ нее из дисциплин: "Физика упорядоченных систем", ствии с государственным образовательным стандартом "Рентгеноструктурный анализ", "Физика металлов", высшего профессионального образования по специаль "Электронная микроскопия", "Физика квазиупорядочен ности 010600 "Физика конденсированного состояния ве ных и неупорядоченных систем", "Физика магнитных яв щества". лений", "Основы физики прочности и пластичности", 1.Цели изучения дисциплины, ее связь "Физические свойства металлов и сплавов", "Кооператив с другими дисциплинами специальности ные эффекты в твердых телах", "Аморфные металлы", Являясь уникальным элементом природы, водород "Физическое материаловедение". В свете намечающихся оказывает значительное влияние на структуру и свойства кардинальных изменений в энергетике, связанных с пе кристаллических и аморфных металлических материа реходом к экологически чистой водородной энергетике, лов. Цель данного курса состоит в изучении основных ви изучение различных аспектов взаимодействия водорода и дов взаимодействия водорода и его изотопов на физичес его изотопов с металлами становятся весьма перспектив кие и механические свойства кристаллических и аморф ными и востребованным как в научном, так и в приклад ных материалов. В междисциплинарном плане данный ном плане.
2.Содержание учебной дисциплины, структурированное по видам учебных занятий с указанием их объемов Распределение часов курса по видам и формам работы Аудиторные Самостоя № Всего Наименование тем и разделов занятия тельная п/п часов (лекции) работа ДИФФУЗИЯ ВОДОРОДА В.МЕТАЛЛАХ Основные положения. Экспериментальные методы. Абсолютные значения коэффициента диффузии при малых концентрациях (а фа 1 2 зы) Палладий. Никель. Железо (а фаза). Ниобий. Тантал. Ванадий.
Высокая концентрация водорода. Изотопическая зависимость. От клонения от закона Аррениуса. Роль структуры.
СИСТЕМЫ Nb H(D), Ta H(D), V H(D): СТРУКТУРЫ, Pd H(D), Zr H. ДИАГРАММЫ, МОРФОЛОГИЯ.
Введение. Структуры. Методы определения. Гидриды и дейтериды ниобия. Гидриды и дейтериды тантала. Гидриды и дейтериды вана дия.. Фазовые диаграммы. Примеры фазовых переходов. Обозначе ния;
изотопы, влияние примесей. Система Nb H. Система Та Н. Си стема V H. Система V D. Морфология фаз системы Nb Н. Морфо логия гидридов в системе Та Н. Морфология гидридов в системе V Н. Рост, формирование и характеристика монокристаллов. Синтез гидридов 2 ВОДОРОД В ПАЛЛАДИИ И СПЛАВАХ ПАЛЛАДИЯ 5 2 Термодинамические свойства. Основные соотношения. Фазовая ди аграмма, методы и результаты. Поведение в объеме и на поверхности.
Равновесные изотопические эффекты. Рассмотрение взаимодействия между растворенными атомами на основе статистической термодина мики. Энергия деформации решетки. Избыточные функции при по стоянном объеме и при постоянном давлении. Аномалия теплоемко сти при 1010 К. Увеличение энергии Ферми и эффекты взаимодей ствия ближайших соседей в тройных системах. Статистическая тер модинамика тройных систем. Модель жесткой зоны и ее ограниче ния. Подвижность водорода в палладии и сплавах палладия. Поверх ностная кинетика и стационарное проникновение.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ИЗМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОННЫХ СВОЙСТВ ПРИ ОБРАЗОВАНИИ СПЛАВОВ МЕТАЛЛА С ВОДОРОДОМ И ГИДРИДОВ МЕТАЛЛОВ Свойства систем металл водород. Электронная теплоемкость. Ма гнитная восприимчивость. Спектральный анализ плотности состоя ний. Сверхпроводимость. Теоретическое рассмотрение. Система пал 3 ладий водород и родственные системы. Структура решетки. Элек 2 тронная теплоемкость. Восприимчивость. Фотоэмиссия из систем Pd.H. Сверхпроводимость. Система. титан водород и родственные им системы. Структура решетки. Теплоемкость. Восприимчивость.
Спектральное исследование систем титан водород. Сверхпроводи мость в дигидридных фазах.
МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГИДРИДОВ МЕТАЛЛОВ И ИНТЕРМЕТАЛЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Введение и общее содержание. Гидриды переходных металлов. Гидри ды редкоземельных металлов и актинидов. Редкие земли, образую щие тригидриды. Редкие земли, образующие только гидриды. Гидри 4 2 ды актинидов. Насыщенные водородом редкоземельные интерметал лические сплавы. Влияние Н2 на РгСо2 и NdCo2. Системы RCo5 H.
Интерметаллические сплавы редкоземельных элементов с железом.
Поглощение водорода и фоторазложение воды.
ВОДОРОДНОЕ МАГНИТНОЕ ПОСЛЕДЕЙСТВИЕ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ МЕТАЛЛАХ И СПЛАВАХ Вводные замечания. Экспериментальные основы измерения релакса ционных спектров. Взаимодействие водорода с магнитно упорядо ченной подсистемой. Общие замечания. Упругие дальнодействую щие взаимодействия в доменных стенках. Магнитостатические вза имодействия. Короткодействующие взаимодействия: Водородное ма 5 2 гнитное последействие. Энергия стабилизации. Диффузионное по следействие водорода. Ориентационное последействие водорода. Ма гнитное последействие при холодной обработке: Обсуждение экспе риментальных результатов. Никель. Кобальт. Железо. Двухатомный комплекс СН в Ni. Релаксация водорода в сплавах NiFe. Магнитная релаксация в сплавах FePd. Другие г. ц;
к;
сплавы. Комплексы TiH в железе.
ПРИРОДА И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕФОРМАЦИОННЫХ ЭФФЕКТОВ В СИСТЕМАХ МЕТАЛЛ ВОДОРОД.
Водород в железе. Растворимость и захват водорода в железе. Диффу зия водорода в железе. Водородопроницаемость железа. Деформаци онное поведение железа при насыщении водородом. Обратное меха ническое последействие при наводороживании железа и сплавов на его основе. Релаксация напряжений при наводороживании железа.
Ползучесть при наводороживании железа. Ползучесть при наводоро живании аморфных металлических сплавов. Обратное механическое 6 3 2 последействие при наводороживании палладия. Ползучесть и релак сация напряжений при наводороживании палладия.. Механическое воздействие при наводороживании ниобия. Механическое последей ствие при наводороживании тантала. Механическое последействие при наводороживании ванадия. К вопросу о существовании гидрида железа при электролитическом наводороживании. Микродеформа ции при нагреве предварительно наводороженных сплавов V H, Ta H, Nb H, Zr H. Микродеформации при термоциклировании сплаве в металл Va группы водород. Текстурогеометрические эффекты.
ВОДОРОДНАЯ ХРУПКОСТЬ МЕТАЛЛОВ Водородная хрупкость первого рода. Водородная хрупкость второго 7 3 2 рода. Водородная хрупкость третьего рода. Водородная хрупкость четвертого рода. Задержанное разрушение ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ВОДОРОДА С АМОРФНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ СПЛАВАМИ 8 Диффузия и растворимость водорода в АМС. Влияние водорода на физические свойства АМС. Механические аспекты взаимодействия водорода и его изотопов с АМС.
Программа дисциплины "Водород в металлах" (Пермь) 65 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ЗАХВАТ ВОДОРОДА В МЕТАЛЛАХ Введение. Термодинамика неупорядоченных растворов. Общие зако номерности захвата. Накопление водорода в порах. Накопление во дорода в сильно деформированных областях. Ловушки на границах зерен. Дислокационные ловушки. Примесные ловушки. Эффект Гор 9 ского. Измерение захвата с помощью исследования кинетики фазо вых изменений. Захват элементами, образующими сплавы замеще ния. Измерения низкотемпературного сопротивления. Определение местоположения атомов внедрения при помощи ядерного микроана лиза. Заключение.
Всего 22 17 3.Учебно методическое обеспечение дисциплины 16. Швед М.М. Изменение эксплуатационных 3.1. Учебная литература свойств железа и стали под влиянием водорода. Киев: На 3.1.1.Перечень основной литературы: укова думка. 1985. Ч 119 с.
1. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И. 17. Носов В.К., Колачев Б.А. Водородное пластифи Фелькля. М.: Мир. 1981. Т.1. Ч 475 с. цирование при горячей деформации титановых сплавов.
2. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И. М.: Металлургия. 1986. Ч117 с.
Фелькля. М.: Мир. 1971. Т.2.Ч 430 с. Взаимодействие водорода с металлами / Под. ред.
3. Спивак Л.В., Скрябина Н.Е., Кац М.Я. Водород и А.П. Захарова. М.: Наука. 1987. Ч296 с.
механическое последействие в металлах и сплавах Изд 18. Funkai Yuh The Metal Ч Hydrogen System. Basic Bulk Пермского университета. 1993. 344 с. Properties Springer Verlag. Berlin. Heidelberg. 1993. Ч 355 p.
4. Колачев Б.А. Водородная хрупкость металлов. М.: Технические средства обучения Металлургия. 1985. Ч217 с. 1. Комплект иллюстративного материала в виде слай 3.1.2.Перечень дополнительной литературы: дов, проектор, экран.
1. Коттерилл П. Водородная хрупкость металлов. М.:
Металлургиздат. 1963. Ч 452 с. 4.Требования к уровню освоения программы и формы 2. Мороз Л.С., Чечулин Б.Б. Водородная хрупкость текущего, промежуточного и итогового контроля металлов. М.: Металлургия. 1967. Ч 255 с. 4.1. Текущий (промежуточный) контроль осуществля 3. Колачев Б.А. Водородная хрупкость цветных ме ется путем проведения контрольных опросов по теме таллов. М.: Металлургия. 1968. Ч 256 с. курса.
4. Гельд П.В., Рябов Р.А. Водород в металлах и спла 4.2.Итоговый контроль осуществляется путем прове вах. М.: Металлургия. 1974. Ч 272 с. дения зачета по билетам, комплект которых прилагается 5. Максимов Е.Г., Панкратов О.А. Водород в метал к настоящей программе.
лах // УФН. 1975. Т.116. № 3. С.385Ч412.
6. Похмурский В.И., Швед М.М, Яремченко Н.Я. 5.Методические рекомендации преподавателю Влияние водорода на процесс деформации и разрушения Чтение данного курса невозможно без использования железа и стали. Киев: Наукова думка. 1977. Ч 60 с. иллюстративного материала, который должен демонстри 7. Hydrogen degradation of ferrous alloys. / Edit. by роваться по ходу лекций, поскольку реальные кристалли Oriani A, Hirth J.P., Smialowski M. USA. Noyes. Publikation. ческие структуры, содержащие водород, невозможно от 1985. Ч 873 p. образить на доске в сжатые сроки лекционного времени.
8. Гельд П.В., Рябов Р.А., Кодес Е. С.Водород и несовер шенства структуры металла. М.: Металлургия. 1979. Ч 221 с. 6.Методические указания студентам 9. Маричев В.А. Современные представления о водо Наиболее полезны при освоении курса:
родном охрупчивании при замедленном разрушении // 1. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И.
Защита металлов. 1980. Т.16, № 5. С.531Ч543. Фелькля. М.: Мир. 1981. Т.1. Ч 475 с.
10. Hirth J.P.Effect of Hydrogen on the properties of Iron 2. Водород в металлах / Под ред. Г. Алефельда, И.
and Steel // Metal. Trans. 1980. V.11A. Jine. P.861Ч890.3.2. Фелькля. М.: Мир. 1971. Т.2.Ч 430 с.
11. Шаповалов В.И. Влияние водорода на структуру и 3. Спивак Л.В., Скрябина Н.Е., Кац М.Я. Водород и свойства железоуглеродистых сплавов. М.: Металлургия. механическое последействие в металлах и сплавах Изд 1982. Ч 230 с. Пермского университета. 1993. 344 с.
12. Birnbaum H.K. Hidrogen related fracture of metals / Работа с данными источниками не исключает необ Atom. Fract. Proc. NATO Adv. Res. Inst. Calcatoggio. N.Y., ходимости работы с другими источниками как по основ London. 1983. P.733Ч765. Discuss. P.766Ч769. ному, так и по дополнительному спискам рекомендуемой 13. Гельд П.В.,Рябов Р.А., Мохрачева Л.П. Водород и литературы. В частности, для изучения раздела "Дискли физические свойства металлов и сплавов. М.: Наука. нации" наиболее целесообразно использовать книгу Ли 1985. Ч232 с. хачев В.А., Хайров Р.Ю. Введение в теорию дисклинаций.
14. Савченков Э.А., Айткулов П.П. Водородно де Для решения контрольных работ необходимо иметь при формационное упрочнение и разупрочнение стали при себе инженерный калькулятор.
разных температурах и схемах нагружения // Коррозия и Программа составлена защита металлов. 1983. № 6. С. 29Ч41 доктором физико математических наук, 15. Арчаков Ю. И. Водородная коррозия стали. М.: профессором кафедры физики твердого тела Металлургия. 1985. Ч 192 с. Л.В.Спиваком Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ВВЕДЕНИЕ В ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И РОДСТВЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ Программа 20 Ч 40 часового вводного курса для слу 4. Другие типы твердо электролитных батарей.
шателей со средним и более высоким уровнем образова 4.1 Натриевый концентрационный элемент.
ния Уральского государственного университета (Екате 4.2 Натрий/серный аккумулятор.
ринбург). Составил заведующий кафедрой неорганичес 4.3 Литиевые элементы и аккумуляторы.
кой химии, профессор, доктор химических наук А.Я.Ней ман. 5. Родственные устройства и технологии.
5.1 Оксидные мембраны для спонтанного разделения 1. Введение в проблему. газов.
1.1 Почему нам нужны эти устройства? Ч Получе 5.2 Мембранные химические реакторы для конвер ние энергии, системы жизнеобеспечения. сии метана.
1.2 Исторический аспект: от А. Вольта до батарей 5.3 Электролиз газов;
кислородный и водородный космических кораблей. насосы.
1.3 Химический и электрохимический способы осу 5.4 Сенсорные системы на основе твердых электро ществления химических превращений. литов.
1.4 Гальванические элементы, классификация. 5.5 Конверсия и очистка отработанных газов элек 1.5 Принципы действия. тростанций и автомобилей.
1.6 Первичные (разовые) и вторичные (перезаряжа 6. Развитие и перспективы электрохимических энер емые) элементы. гетических технологий. Критические проблемы. Наноио 1.7 Основные принципы работы топливных эле ника. Наноматериалы для электрохимических устройств.
ментов. Термодинамические и кинетические аспекты.
ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРОГРАММЫ 2. Материаловедческие аспекты проблемы топлив ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ ных элементов.
2.1 Что такое твердый электролит, как его получить?
Для слушателей с вузовской базой общей химии и физики.
Ч Атомное (ионное) разупорядочение твердых тел.
Ч Возбуждение и разупорядочение в электронной Термодинамика и строение конденсированных сред подсистеме.
Ч Роль примесей.
1. Введение.
Ч Диффузия и проводимость в твердом теле.
Предмет физико химии конденсированного состоя 2.2 Основные типы твердых электролитов.
ния. История развития представлений о природе твердых Ч Электролиты с собственным, примесным и струк тел и жидкостей. Уральская школа высокотемпературной турным разупорядочением. Композитные электролиты.
физической химии расплавов и твердых тел. Основные Ч Электролиты с проводимостью по катионам. Кис современные проблемы конденсированного состояния.
лороду и протонам.
Прикладные аспекты курса.
2.3 Что такое электрод?
Ч Требования к электродным материалам и электро 2. Химическая связь и свойства.
ду (адсорбционная и каталитическая активность, высо 2.1. Энергетические характеристики атомов и ионов.
кая смешанная проводимость, обратимость).
Соотношение энергий связи электронов, атомов и моле Ч Примеры традиционных и современных электрод кул. Потенциал ионизации. Эффективные заряды ато ных материалов.
мов, представления Слейтера. Сродство к электрону. Раз Ч Благородные металлы. История и перспективы личие энергетических характеристик атомов и ионов в применения.
свободном и связанном (молекула, кристалл, стекло) со стоянии. Понятие электроотрицательности, его физичес 3. Топливные элементы на оксидных твердых элек кий смысл и эволюция. Орбитальная электроотрицатель тролитах (SOFC).
ность. Электроотрицательность по Малликену. Термохи 3.1 Электролиты и электроды.
мическая электроотрицательность по Полингу.
3.2 Топливо и окислитель. Преимущества использо вания водорода.
2.2. Типы связи в конденсированных средах. Кова 3.3 Топливные элементы на протонных проводниках.
лентная, ионная, металлическая, донорно акцепторная, 3.4 Средне и высокотемпературные системы.
ван дер ваальсова связь. Соотношение энергий. Энергия 3.4 Общие проблемы ресурса ТЭ и деградации мате переноса заряда. Резонансная энергия. Поляризуемость риалов.
атомов и ионов. Энергия фазовых переходов. Соотноше Введение в топливные элементы (Екатеринбург) 67 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ние между энергиями атомизации, разрыва молекул на Представления об ионизации дефектов. Центры окра атомы и энергиями фазовых переходов (сублимация, ис ски. Эффективные заряды. Энергия образования дефектов.
парение, плавление, модификационные переходы), его смысл. 3.3. Термическое равновесие дефектов. Аппроксима Методы расчета и оценки энергии связей. Степень ция по Броуэру. Равновесие "кристалл газ". Диаграммы ионности связей, ее оценка по Полингу, Филлипсу, Брау Крегера Винка;
ионное и электронное разупорядочение.
ну Шэннону. Особенности металлической связи как не Примесное разупорядочение кристаллов.
направленной ковалентной.
Элементы зонной теории конденсированных тел. 3.4. Фазы переменного состава. Дальтониды и бер Особенности зонной модели для тел периодического и не толлиды. Закон постоянства состава. Отклонения от сте периодического строения (кристаллы, стекла, расплавы). хиометрии;
трактовка в квазихимической модели. Осо бенности сложных соединений. Представления Алесков 2.3. Геометрическое строение вещества. Размерные ского. Химический смысл дефектных моделей и фаз пе характеристики атомов, ионов, молекул. Орбитальный ременного состава.
радиус, металлический радиус, ковалентный радиус, ван Модели упорядочения и взаимодействия дефектов.
дер ваальсов радиус;
их физическая суть. Радиус иона, Ассимиляции дефектов. Протяженные дефекты типа причины неопределенности понятия и размерных харак Уодсли. Представления о микрогетерогенности реальных теристик. Системы радиусов ионов. Эффект Фаянса: ста кристаллов. Работы Ария. Взаимопрорастание структур.
билизация анионов в кристаллическом поле. Непрерывно адаптированные структуры.
2.4. Полиэдрическое описание строения и структуры Ионика твердого тела простых и сложных соединений. Правила Полинга для ионных и ковалентных структур, их современное обосно 1. Элементы неравновесной термодинамики.
вание. Расчет силы связи (связевой валентности, валент Общие соотношения. Движущие силы, термодина ного усилия связи, порядка и кратности связи). Расчет мические соотношения. Пpинципы линейности и взаим числа атомов металлов, связанных с одним электроотри ности потоков. Кинетические коэффициенты. Основное цательным атомом. Уточнение структур, расчет длин свя уpавнение пеpеноса, статистический вывод. Анализ ос зей, оценка степени ковалентности. новного уpавнения пеpеноса.
Двоякая структурообразующая функция металлов.
Изо, мезо, и гетеродесмические структуры по Эвансу. 2. Явления перноса массы и заряда.
Примеры. 2.1 Диффузия. Основные понятия. Движущие силы.
Феноменологическое описание (законы Фика). Методы 2.5. Энергия связи атомов в конденсированных сре исследования. Метод меченых атомов. Масс спектpоско дах. Оценка величин энергии по Бацанову, Резницкому, пия. Резонансные методы. Самодиффузия. Гетеpодиф Зилковскому Джембе. Энергетика координационных по фузия.
лиэдров;
подход Резницкого.
Представление об остове твердых соединений как об 2.2 Атомная теоpия самодиффузии. Механизмы.
щем структурообразующем начале. Диффузия атомов и дефектов. Микpо и макpоскопичес кий коэффициент диффузии. Метод случайных блужда 3. Твердое состояние. ний. Эффекты коppеляции. Зависимость коэффициента 3.1. Реальные кристаллы и стекла, их электронная диффузии от темпеpатуpы, химического потенциала не структура. Энергетический спектр тела конечных разме металла в газе и от содеpжания пpимесей.
ров. Поверхностные состояния Тамма и Шокли. По верхностные состояния, связанные с хемосорбцией. 2.3 Hеобъемные механизмы и пути диффузии. По Двойной электрический слой. Внутренняя поверхность веpхность, гpаницы зеpен, межзеpенные пpослойки, фа твердых тел. Монокристаллы, поликристаллы, керамика. зовые включения. Модели Фишеpа и Уиппла.
Типы границ и поверхностей в реальном твердом теле.
Поверхностная энергия твердого тела. Примеси. Поверх 2.4 Химическая диффузия. Классификация.
ностные химические соединения. Контакт твердых тел. Пpимеpы. Внутpифазная и межфазная химическая диф Фактор дисперсности. Предел измельчения. Влияние ди фузия. Методы исследования.
сперсности на физические свойства и реакционную спо Химический коэффициент диффузии, его физичес собность. кий смысл. Энеpгетика химической диффузии. Связь между паpаметpами само и химической диффузии.
3.2. Статистико термодинамическая модель реально го кристалла. Идеальный кристалл. Дефекты кристалли 2.5 Мигpация заpяженных частиц. Удельная, мольная ческой структуры. Равновесные и неравновесные дефек и эквивалентная пpоводимость.
ты. Точечные дефекты, электронное разупорядочение Подвижность носителей заpяда: абсолютная, дpей кристалла. Типы разупорядочения: Шоттки, Френкеля, фовая. Связь с коэффициентами самодиффузии. Соотно анти Френкеля. Химическая термодинамика кристалла с шение Hеpнста Эйнштейна. Пpичины невыполнения.
дефектами. Зависимость концентрации дефектов от тем пературы. 2.6 Ионная пpоводимость в pасплавах и твеpдых те Химические потенциалы атомов, ионов и дефектов. лах. Методы измеpения. Собственная и примесная про Квазихимические реакции. Правила записи. водимость. Зависимость от темпеpатуpы.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ 2.7 Электpонная пpоводимость. Собственная и при 4. Реакционные и транспортные сопряженные явле месная проводимость. Зависимость от темпеpатуpы и ния в сложных системах. Сложное соединение в полях давления неметалла. Квазисвободные и локализованные химического, электрического потенциалов и температу состояния электронов в pасплавах и твеpдых телах. По ры. Общий подход.
ляpонная пpоводимость. Поляpоны большого и малого pадиуса. 5. Процессы в оксидных системах. Простой оксид в поле градиента химического потенциала кислорода. Спе 2.8 Числа переноса носителей заряда. Зависимость от цифика процессов для оксидов с разным характером про активности неметалла в газовой фазе. водимости и различным соотношением парциальных проводимостей (О2 Ч проводник, катионный провод 3. Твеpдые электpолиты.
ник, дырочный проводник, электронный проводник).
3.1 Электpолитическая ионная пpоводимость. Клас Эффекты кислородопроницаемости и движения оксида.
сификация ТЭ.
Твеpдые электpолиты с собственной pазупоpядочен 6. Сложное кислородное соединение в поле градиен ностью, выбоp моделей pазупоpядочения. Пpимесные та химического потенциала кислорода. Кинетическое электpолиты. Оксидные электpолиты. Зависимость разложение твердых растворов и соединений. Специфика пpоводимости от пpиpоды и концентpации пpимеси.
химической диффузии. Фазы с высокой ионной и элек Стpуктуpно pазупоpядоченные фазы. Стpуктуpный ас тронной проводимостью. Мембраны для высокотемпера пект пpоводимости, теpмодинамическая тpактовка.
турного спонтанного разделения газов (концентрирова ния кислорода и водорода). Мембраны с совмещенными 3.2 Анионные и катионные пpоводники. Концеп и разделенными маршрутами переноса атомов и электро ция плавления подpешеток. Композитные электpоли нов.
ты (диспеpсоиды). Пpимеpы важнейших твеpдых электpолитов.
7. Перекрестные эффекты. Теpмоэлектpические яв ления. Термодиффузия. Термо ЭДС, общие соотноше 3.3 Теоpетические модели ионного пеpеноса. Пpед ния. Гомо и гетеpогенная составляющие. Пpавило зна ставления о коопеpативном хаpактеpе пеpеноса. Основ ков.
ные модели: пеpколяционная, свободных ионов, ионно го поляpона, доменная, туннельная. Основные фак 8. Термо ЭДС в цепях с твердыми электролитами. Го тоpы, опpеделяющие пpоводимость: концентpация но могенная и гетерогенная составляющие. Теплота перено сителей, геометpические фактоpы, энеpгия связи и са, кинетическая и термодинамическая трактовка. Зави кооpдинационное число подвижных ионов, поляpизуе симость коэффициента теpмо ЭДС от темпеpатуpы и ак мость ионов.
тивности неметалла.
Высокотемпературная электрохимия твердого тела 9. Термо ЭДС и эффект Холла в полупроводниках.
Вывод и анализ основных соотношений. Квазисвобод 1. Отклонение от стехиометрии и разупорядочение в ные и связанные состояния. Фоpмулы Писаpенко и сложных соединениях. Активность простого оксида в Моpина. Зависимость коэффициента теpмо ЭДС от тем сложном соединении. y и нестехиометрия. Связь па пеpатуpы и активности неметалла. Связь между удельной раметров y и с типом разупорядочения и концентраци пpоводимостью и коэффициентом теpмо ЭДС. Груша ей дефектов. Трехмерные диаграммы СDk Ч lgaO2 Ч Йонкера.
lgaAOm. Проекционные диаграммы lgaO2 Ч lgaAOm. Кон 10. Кинетика электродных процессов в твердоэлек кретные примеры. Различия в реализации y и несте тролитных системах. Прохождение тока через границу хиометрии. Специфика влияния y нестехиометрии на электрод/электролит. Уравнение замедленного перехо свойства материалов.
да. Специфика перехода ионов и электронов через гра ницу твердое/твердое в электролите. Импеданс границ 2. Отклонение от стехиометрии при кристаллизации зерен.
сложных соединений. Зависимость положения линий со лидуса и сольвуса от величины aO2 при кристаллизации.
11. Токоообразование на газовых электродах. Типы Процессы при отжиге кристалла сложного соединения с поляризации. Организация электрода. Специфика пове законсервированным содержанием нелетучих компонен дения электродов со свободным и связанным неметал тов (атомов металла). Представления Смита, их суть. Ча лом. Ток обмена, предельный ток. Электрохимическая стичные равновесия дефектов. Зависимость параметра y от параметра (aO2). Индуцированный изменением aO2 поляризация.
распад кристаллов сложных соединений.
12. Трехфазная граница. Природа стадий электрохи мического процесса. Роль адсорбции и поверхностной 3. Особенности применения квазихимического подхо диффузии. Локализация стадий, зависимость от свойств да к соединениям сложного состава. Модели разупорядо электрода и электролита. Роль подвижности электрон чения соединений с гетеродесмической солеподобной ных носителей. Специфика процессов при растворимос структурой. Многочастичные дефектные центры. Модели ти кислорода в металле и электродов на основе смешан кооперативных механизмов диффузии и миграции.
ных проводников.
Введение в топливные элементы (Екатеринбург) 69 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ШКОЛА ПОД ВОДОЙ НА ВОДОРОДЕ Александр КОЖАНОВ, ученик 10 класса московской школы интерната № Субмарина на топливных элементах Чем интересен проект Джанкарло Земы? Прежде все го тем, что его корабль Ч это гибрид яхты и батискафа, Военно морские силы Германии получили первую в состоящий из надводной и подводной частей. Во вторых, мире дизель электрическую подводную лодку, оснащён Trilobis 65 Ч это плавучий дом, а в третьих, это дом, кото ную не только обычными аккумуляторами, но и топлив рый будет объединяться с подобными себе в плавучие де ными элементами. ревни. Главная цель проекта состоит в том, чтобы дать Субмарина U 31 построена в Киле компанией возможность любому человеку жить в уникальной окру "Howaldswerke Deutsche Werft". Субмарина Ч головное жающей среде, не загрязняя её, в доме, который сущест судно Проекта 212, в рамках которого спущены на воду 2 вует в унисон с океаном.
итальянские лодки и строятся ещё 3 для немецких BMC. У яхты батискафа четыре уровня, соединённых спи Основная особенность подводного корабля Ч уни ральной лестницей: два выше ватерлинии, один где то кальная силовая установка. Помимо 16 цилиндрового посередине, на границе, а один ниже, то есть под водой.
дизеля и батареи свинцово кислотных аккумуляторов, в Верхняя часть, возвышающаяся над уровнем моря океа её состав входит 9 модулей топливных батарей, каждый из на на 3 с лишним метра Ч это, собственно, рубка, уровень которых даёт ток мощностью от 30 до 50 кВт. Топливом 4. Здесь руль и всё для коммуникации и навигации.
для них является водород в виде металлогидридов, соеди Уровень три отличается от второго наличием палубы, нений этого газа с металлами или сплавами. Также веще а в остальном они во многом схожи: спальни (две штуки), ства способны поглощать, сохранять и выделять водород стулья, ванные комнаты Ч жизненное пространство. Там в больших количествах. же, только в кормовой части, притаились и два электро Наличие двух источников электрического тока зна двигателя, работающих на водороде благодаря топлив чительно расширяют боевые возможности новой подлод ным элементам Ballard.
ки. Свинцовые аккумуляторы обеспечивают подлодке Океан посредством этих мощностей не пересечёшь большую скорость подводного хода, но они нуждаются в Ч такие подвиги владельцам роскошных яхт, по мнению подзарядке (раз в 2 дня). Топливные элементы же позво проектировщика, не свойственны Ч но для того, чтобы ляют ей находиться на глубине не менее 2 х недель и га просто походить по морям, по волнам их хватит. Имен рантируют максимальную скрытность плавания. Топлив но водород и придаёт кораблю футуристический шарм.
ные элементы не только работают совершенно бесшум Да, а четвёртый и третий уровни объединяет наличие но, но и не выделяют практически никакого тепла. Так массивной стеклянной стены, которая спереди, так ска что засечь лодку практически невозможно не только со зать, на носу судна образовывает дугу. В конструкции наром, но и инфракрасным локатором. Trilobis 65 вообще много стекла, но это никакое не обыч Длина U 31 56м, ширина 7 м, высота 6 м, подводное ное стекло, а бутерброд из двух слоёв с электролитом водоизмещение Ч 1820 т, надводное Ч 1524 т, максималь между. Электролит, между прочим, с необыкновенными ная скорость в погруженном положении Ч 20 узлов, на свойствами. Хитрости, в которых замешаны фотогаль поверхности 12 Ч узлов, максимальная глубина погруже ванические элементы от Siemens, не только говорят о ния 400 м. Лодка вооружена 6 торпедными аппаратами и прочности "окон", но и дают мореплавателям возмож несёт на борту 12 торпед и 24 мины. ность регулировать прозрачность стекла изменением U 31 впервые вышла на боевое дежурство в августе напряжения.
2005 года. Второй полуподводный уровень Ч жильё для пасса жиров, а нижний первый Ч самое интересное. Океанские Подводная яхта на водородном топливе: проект Trilobis 65 глубины. Погружённый на три метра под воду уровень номер один самый маленький на судне Ч здесь умести В реальности Trilobis'а не существует Ч этот корабль лось всего шесть кресел. Подводный обзор открывается живёт в красочных иллюстрациях, не менее шикарном на все 360 градусов. Причём, если уж совсем темно и не описании и, возможно, в воображении потенциальных видно ничего, включается круговая подсветка на 200 ватт владельцев и инвесторов. Однако проект близок к вопло Ч сверху и снизу.
щению Ч того и гляди поплывёт. Лет через несколько. Итальянский кораблестроитель разработал и специ Молодой итальянский кораблестроитель проектиров альный круглый док около 18 метров в диаметре. Это, по щик Джанкарло Зема (Giancarlo Zema) только только сути, круглый остров с шестью "зубами", к которому представил свою идею на суд общественности. Trilobis'ы швартуются своими "хвостами".
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ВРЕМЯ СЛИВАТЬ БЕНЗИН Олег АВДОНИН, ученик 10 класса московской школы № изводство, должен соответствовать стандарту "Евро 3";
с Экологическая безопасность января 2008 го это требование намечено распространить и использование бензиновых двигателей на все выпускаемые автомобили, а для новых моделей В наше время появляется все больше и больше авто начнет действовать "Евро 4".
мобилей, человек уже настолько привык к ним, что не Во время работы двигателя внутреннего сгорания в мыслит без них свою жизнь. С одной стороны, автомоби цилиндрах происходит окисление мелкораспыленного и ли помогают нам. Это наше довольно быстрое и удобное испаренного топлива кислородом воздуха с образованием средство передвижения, которое подчас просто необхо тепла, углекислого газа СО2 и воды. За тысячные доли се димо. Но есть и другая сторона медали. Наши "помощни кунды, отводимые на этот процесс при каждом такте ра ки" выбрасывают такое количество вредных веществ, что боты двигателя, часть топлива не успевает сгореть, про это вызывает многие тяжелые заболевания, особенно ле дукты его неполного сгорания выбрасываются из вы гочные, в том числе рак легких. И это еще не все отрица хлопной трубы в атмосферу. Больше всего выделяется мо тельные последствия эксплуатации автомобилей с двига ноксида углерода (СО Ч угарного газа) и различных угле телями внутреннего сгорания.
водородов, среди которых особую опасность представля На протяжении всего XX века производство автомо ет бензапирен Ч вещество, способствующее возникнове билей стремительно возрастало. В 1998 году по дорогам нию онкологических заболеваний. Угарный газ отличает мира ездило уже 700 млн. автомобилей. Ожидается, что к ся от диоксида очень сильно. Угарный газ ядовит, а угле 2010 году это число достигнет миллиардной отметки. Та кислый Ч нет. Именно им отравляются люди, вынужден кое распространение автомобиль получил благодаря ка ные вдыхать выхлопные газы автомобилей. При вдыха чествам установленного на нем двигателя. При сравни нии угарный газ вызывает головную боль, головокруже тельно небольшой массе он развивает мощность, доста ние и помрачнение сознания. Его молекулы "обманыва точную для быстрой езды, потребляя при этом не так уж ют" эритроциты, которые принимают его за кислород и много топлива: одной заправки хватает на 400 Ч 500 км.
несут яд от легких к мозгу и сердцу, ошибочно питая эти Двигатель готов к работе и летом, и зимой. Все было хо жизненно важные органы угарным газом.
рошо до тех пор, пока автомобилей не стало слишком Кроме того, азот, входящий в состав воздуха, при вы много. В столицах развитых стран на каждую тысячу жи соких температурах и давлении, развиваемых в цилинд телей приходится более 300 автомобилей;
в Москве 250 (а рах двигателя, реагирует с кислородом, образуя весьма всего в столице на данный момент ~ 2,2 млн. легковых ав опасные оксиды. Это газ NOx. Он представляет собой томобилей). Очевидно, что при таком количестве машин смесь двух различных газов: окиси азота и закиси азота даже легкий дымок, выходящий из выхлопных труб, за (NO и NO2). NOx атакует человека напрямую: когда мы грязняет окружающий воздух настолько, что это причи вдыхаем загрязненный воздух с этим газом, то некоторая няет ощутимый вред здоровью людей и природе.
его часть превращается в кислоту. Таким образом, основ Среди множества различных газов и химических со ной ущерб наносится при повреждении и уничтожении единений, выбрасываемых автомобилем, есть и токсич губчатой ткани легких (происходит уменьшение объема ные вещества. На некоторых московских магистралях их легких), то есть с каждым вдохом в кровь человека попа содержание в воздухе превосходит допустимые концент дает все меньше и меньше кислорода. В конце концов, рации в 10 и более раз. А по всей России выброс вредных это может привести к смерти, но сначала человек будет веществ автомобилями в 1998 году составил 11,8 млн.
страдать от одышки, хронических заболеваний легких, тонн. При этом загрязнение атмосферы в результате ра таких как эмфизема.
боты двигателя внутреннего сгорания происходит от трех Дизели вырабатывают еще и сернистый ангидрид основных источников: системы впуска отработанных га (SO2). Он образуется при работе на топливе, в котором зов, системы смазки и вентиляции картера двигателя и содержится много серы. Сернистый ангидрид действует системы питания. Загрязнение от выхлопных газов берет на респираторные органы, подобно NOx. А когда ангид на себя большую часть из этого списка: около 70 Ч 80%.
В Российской Федерации предполагается последова рид попадает в атмосферу, он продолжает разлагаться до тельно вводить все более строгие экологические стандар триоксида серы (SO3) и, соединяясь с дождевой водой, ты для автомобилей: "Евро 2", "Евро 3", затем "Евро 4". С образует серную кислоту, которая вместе с дождем выли момента вступления в силу решения правительства пре вается на землю.
дельный уровень вредных выбросов у машин, выпускае Твердые частицы образуются при горении топлива в мых в РФ и ввозимых к нам, должен быть не ниже "Евро цилиндрах. Вред наносят и масляные аэрозоли, выходя 2" (Не вдаваясь в точные цифры, напомним, что этим щие из дизельных двигателей. При больших количествах нормам не отвечают машины без катализаторов.) С янва твердых частиц отработанные газы делаются видимыми ря 2006 года выхлоп у новых моделей, запускаемых в про Ч двигатель дымит.
Водородный всеобуч, 2006, № 71 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ Есть еще одна группа загрязнителей, появляющихся в выпуск катализаторов в России Ч дело не полностью ос результате сгорания бензина, называемая нитроаромати военное и совершенное. Сама технология нанесения ме ческими соединениями (PAN), это весьма неприятные ве талла катализатора на ячеистую структуру камеры дожи щества, от них опухают голосовые связки и раздражаются гания еще сложна и не полностью отработана;
но если глаза. Если PAN вдыхать достаточно часто, то появится производство катализаторов станет многопоточным, то жжение в груди и трудность дыхания. Загрязняет атмосфе удастся снизить удельный расход используемых драго ру и смог Ч грязный туман, являющийся источником це ценных металлов, хотя их общий расход заметно повы лого букета неприятностей. Например, в южном бассейне сится. Вследствие этого стоит заранее подумать о накоп побережья США он образует постоянную дымку, утомляя лении запасов таких металлов. Сейчас, например, ОАО глаза. Также от смога сильно ухудшается видимость. "ГМК "Норильский никель" уже занимается этим.
Есть еще одна опасность у бензина. Дело в том, что К тому же следует учесть и тот факт, что катализатор чем сильнее сжимается горючая смесь в цилиндрах до обеспечивает очистку выхлопных газов в течение гаран воспламенения искрой от свечи зажигания, тем эконо тированного срока службы лишь при выполнении требо мичнее и эффективнее работа двигателя. Если использо ваний по его эксплуатации. То есть следует помнить и о вать низкосортный бензин (низкооктановый), то нор качестве используемого бензина, в автомобиле, оборудо мальный процесс сгорания воздушной смеси нарушается. ванном каталитическим нейтрализатором. Средний срок Возникает детонация Ч сгорание с взрывной скоростью. службы катализатора составляет 200 Ч 250 тысяч киломе При этом двигатель перегревается, быстро изнашивается, тров автопробега, но как показывает практика: его ис а его мощность падает. Таких последствий можно избе пользование при работе двигателя на российском бензи жать, применяя высокосортный бензин. Но его изготов не сокращается всего до 20 тысяч километров.
ление требует достаточно сложной технологии, а след В Москве ситуация с качеством бензина оставляет ственно и больших расходов при его изготовлении. желать лучшего: по оценкам специалистов порядка 10% Однако выяснилось, что добавление к низкооктано его объема не соответствует предъявляемым требовани вому бензину даже небольшого количества "этиловой ям. Не стоит говорить об областях. Там ситуация обстоит жидкости" (1 Ч 3 граммов на 1 литр бензина) позволяет намного сложнее и, зачастую, купить бензин с высоким использовать его в двигателях, не опасаясь возникнове октановым числом оказывается сложно. Потратив время ния детонации. Бензин с присадкой этиловой жидкости на подсчет доходов от продажи низкосортного бензина, получил название "этилированного". Но этиловая жид но взяв во внимание резко уменьшившийся срок службы кость содержит свинец и соединения, способствующие нейтрализатора, можно заметить, что расходы на замену его превращению в летучие соли, которые уносятся с вы катализаторов и ремонт двигателей (низкооктановый хлопными газами, что в результате приводит к большому бензин с присадками вызывает ускоренный выход из накоплению свинца в окружающей среде и влияет на здо строя мотора автомобиля) покроют доход от спекуляций ровье населения. Поэтому многие страны с 1980 х годов на топливном рынке.
стали переходить на использование неэтилированного Необходимо задуматься и о том, что выгоднее: бо бензина, а применение этилированного резко сократи роться с теми, кто "портит" бензин, или разоряться на ме лось. В США, Японии, в некоторых европейских странах таллы платиновой группы для большего количества ката и крупнейших российских городах он теперь вообще за лизаторов? Сейчас цены на нейтрализаторы установи прещен. лись на уровне 2500 рублей и выше, все зависит от коли Сейчас экологическая проблема работы бензиновых чества используемого металла катализатора и от сложно двигателей стоит особенно остро. Ведь при столь значи сти технологии изготовления самого нейтрализатора. В тельном и постоянно растущем негативном влиянии на связке с регулируемой подачей горючей смеси в камеру окружающую среду необходимо задуматься об ограниче сгорания эффективность использования катализатора за нии воздействия выхлопных газов автомобильных бензи метно возрастает. Особенно яркий эффект достигается новых двигателей внутреннего сгорания. Существует при двусторонней схеме работы системы регуляции со много методов решения проблемы, причем некоторые из става горючей смеси: датчики катализатора, непосред них уже в той или иной степени применены в автопро ственно через бортовой компьютер (блок контроллер), мышленности. определяют необходимое соотношение кислород/топли Один из наиболее распространенных сейчас спосо во для максимальной экономичности и чистоты выхлопа бов очистки выхлопов автомобиля Ч это установка ката для текущего режима работы двигателя.
лизаторов (нейтрализаторов), с их помощью производит Двусторонняя схема работы представляет собой ис ся дожиг выхлопа. Монооксиды углерода и азота и несго пользование двух датчиков содержания кислорода в отра ревшие остатки бензина дожигаются при температуре ботанных газах. Первый датчик устанавливается непо средственно перед катализатором, он определяет состав около 400 оС. В результате такой обработки доля вредных выхлопа сразу после выхода из двигателя, а второй следит веществ в отработавших газах существенно понижается:
за работоспособностью катализатора. Срок службы дат моноксид углерода (угарный газ) становится относитель чиков составляет 80 Ч 100 тысяч километров автопробега.
но безопасным диоксидом (углекислый газ), нейтрализу Этот метод очистки отработавших газов может удовлетво ются оксиды азота.
рять экологическому стандарту "Евро 3", но опять же при Дожигание происходит в ячеистой структуре, по использовании топлива соответствующего качества.
крытой металлом катализатором. В качестве металлов Вторым способом очищения выхлопов двигателя катализаторов могут быть использованы платина, палла внутреннего сгорания является улучшение рабочего про дий, родий. В нашей стране выпуском катализаторов за цесса. Этот способ может и должен использоваться па нимается Уральский электрохимический комбинат. Пока раллельно с нейтрализацией выхлопа путем установки Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ катализатора, что позволяет достигнуть высоких эколо по цене 77 300$. В этом автомобиле установлены 3 двига гических стандартов, таких как "Евро 4". Рассмотрев схе теля: один бензиновый мощностью 211 л.с. (3,3 литра) и му работы бензинового двигателя внутреннего сгорания два электрических Ч на передней оси 167 л.с. и на задней можно проследить тупиковую ситуацию: при соотноше 67 л.с. Бензиновый двигатель служит для поддержания нии топливной смеси, содержащей много топлива и мало скорости, а электромоторы придают автомобилю ускоре кислорода, мы получаем небольшую выходную мощность ние. Расход топлива у этого внедорожника в среднем и много CO, а при большом количестве кислорода и вы литров на 100 км Ч довольно неплохой результат для ав сокой температуре охотно образуются окислы азота. томобилей такого класса.
Улучшение рабочего процесса основано на использо Это достигается за счет трех основных конструктор вании уже отработанных газов во время тактов работы ских решений: во первых, за счет снижения мощности двигателя внутреннего сгорания, а также оптимального бензинового двигателя удалось повысить экологичность смесеобразования и системы подачи топлива в цилинд и экономность. Во вторых, самые "грязные" и требова ры. Так, например, частичное возвращение отработанных тельные к мощности режимы работы двигателя Ч это пе газов в камеру сгорания перед воспламенением топлив редвижение на низких передачах и ускорение, а здесь эту но кислородной смеси позволяет улучшить ее свойства: роль выполняют электромоторы, то есть двигатель снача горение с большей температурой, уменьшение вероятно ла попытается "выпить" батарею, а только потом присту сти детонации Ч тем самым мы также продляем срок пит к бензину. В третьих, во время торможения электро службы двигателя. моторы начинают работать в качестве генераторов элек Для частичного возвращения отработавших газов в трического тока, подпитывая свои батареи. В четвертых, цилиндры двигателя служат устройства изменения давле при сравнительно небольшом объеме двигателя внедо ния (нагнетатели, резонаторы, мощностные клапаны), рожник потребляет немного топлива, относительно свои следовательно, для модернизации нужно всего лишь ус собратьев, а дополнительный объем требуется только при тановить по одному обратному клапану на каждый ци ускорениях, которые в Lexus RX 400h сообщаются элек линдр. Это довольно просто и не несет больших матери тромоторами.
альных затрат. Также это позволяет экономить топливо Использование электромоторов позволяет достичь при работе двигателя на холостом ходу, для чего степень потрясающей разгонной динамики, превосходящей да выхлопных газов в камере сгорания должна быть макси же часть спортивных автомобилей с обычной схемой мальной, а использование топлива и кислорода сводится трансмиссии. В автомобиле установлены два аккумуля к минимуму. При разгоне, а, следовательно, повышенных тора фирмы Panasonic с выходным напряжением оборотах двигателя происходит уменьшенное выделение вольт. Нужно отметить, что масса автомобиля увеличи выхлопных газов в цилиндры. То есть мы получаем систе лась на 200 кг по сравнению с RX 300 за счет установки му, которая позволяет изменять давление на поршни. преобразователей электричества и некоторых единиц Итак, основными выигрышами от использования электрооборудования. Со всеми своими экономически технологически улучшенных двигателей являются сни ми и экологическими преимуществами автомобиль все жение вредных выбросов и экономия топлива, улучше равно не может составить должной конкуренции маши ние условий возгорания рабочей смеси, изменение коэф нам с полноценно используемыми бензиновыми двига фициента сжатия в зависимости от текущего режима ра телями, это происходит из за высокой цены на него.
боты, снижение тепловых потерь на нагревание топлив "Средний класс" потребителей никогда не позволит ной смеси, отсутствие возможной детонации рабочей приобрести себе машину по цене близкой к 80 000$. От смеси, повышения давления на поршни Ч увеличение сюда можно сделать вывод, что у автомобилей гибридов мощности двигателя. Огромным плюсом данной техно есть шанс на лидерство лишь при значительном сниже логии уменьшения вредных выбросов в окружающую нии цен на них.
среду становится ее дешевизна. По расчетам, такой под Как бы ученые и конструкторы не работали над ход к организации работы двигателя позволяет на 50% со очисткой выхлопа бензинового двигателя внутреннего кратить количество вредных выбросов в атмосферу, что сгорания, все равно через некоторое время он не сможет равносильно аннулированию вредного воздействия на соответствовать требованиям рынка и экологии. Пора за экологию половины всех автомобилей. думаться о двигателях, работающих на газе. При сжига Альтернативным вариантом повышения экологичес нии газа образуется куда меньше вредных веществ, да и ких показателей автомобилей может стать использование цены на газ существенно ниже, чем на бензин. Фирма автогибридов, или машин, сочетающих в себе как бензино "Камминз", занимающаяся производством газовых дви вые, так и электрические двигатели. Этот метод позволяет гателей использует для очистки продуктов сгорания тех снизить время работы двигателя внутреннего сгорания. На нологию "Interact", которая позволяет достичь очень вы современном авторынке выпуском автомобилей гибридов соких экологических показателей. Их двигатели исполь занимаются такие компании, как Honda и Toyota. Послед зуются не только в легковых, но и в грузовых автомоби няя из них достигла особого успеха в этом деле. лях, что говорит о высокой мощности разрабатываемой Рассмотрим организацию автомобилей гибридов на продукции. Двигатель на газовом топливе может стать примере Lexus RX 400h, который уже можно приобрести полноценной заменой бензиновому двигателю.
Водородный всеобуч, 2006, № 73 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ КАК ХРАНИТЬ ВОДОРОД Борис АНИКЕЕВ, ученик 11 класса московской школы интерната № Технологии производства водорода достаточно хо Химические методы рошо освоены и имеют практически неограниченную сырьевую базу. Однако низкая плотность газообразного Они основаны на использовании физико химичес водорода, низкая температура его сжижения, а также ких процессов взаимодействия водорода с некоторыми высокая взрывоопасность в сочетании с негативными материалами, в том числе с материалом среды хранения.
воздействиями на свойства конструкционных материа Наиболее широко используемые свойства Ч адсорбция лов, выдвигают на первый план проблемы разработки водорода активированным углём и абсорбция некоторы эффективных и безопасных систем хранения водорода.
ми материалами (металлогидридами).
Сегодня известны физические и химические методы Потенциально более эффективно хранить водород в хранения водорода.
гидридах. Стационарные устройства для хранения водо рода в форме гидридов не имеют строгих ограничений по Физические методы массе и объёму, поэтому основным фактором выбора то го или иного гидрида является его стоимость. В некото 1. Хранение сжатого газообразного водорода в газовых рых случаях может оказаться полезным гидрид ванадия, баллонах и стационарных системах хранения. поскольку он хорошо диссоциирует при температуре, близкой к 270 К. Гидрид магния является относительно Для хранения газообразного водорода при давлении недорогим, но имеет сравнительно высокую температуру до 100 МПа используют сварные сосуды с двух или мно диссоциации 560 Ч 570 К и высокую теплоту образова гослойными стенками. Внутренняя стенка такого сосуда ния. Гидриды хранят водород с относительно небольшой выполнена из аустенитной нержавеющей стали или дру плотностью энергии на единицу массы, а процессы их за гого материала, совместимого с водородом в условиях вы правки идут недопустимо медленно. Неоспоримые досто сокого давления, внешние слои сделаны из высокопроч инства Ч простота конструкции системы, высокая сте ных сталей, титановых и алюминиевых сплавов. Для этих пень безопасности. Однако для извлечения водорода из целей в основном применяют бесшовные толстостенные гидрида необходимы температуры от 100 до 300 оС.
сосуды из низкоуглеродистых сталей, рассчитанные на давление до 40Ч70 МПа. При этом масса для хранения Выводы кг водорода достигает 33 кг.
На данном этапе разработки по хранению водорода 2. Хранение жидкого водорода в стационарных и транс и его внедрению на транспорте ведутся интенсивно. Но, портных криогенных контейнерах. как и в случае любого технического и технологического прогресса, способного изменить господствующие тех В жидком состоянии объём водорода уменьшается в нологии, для внедрения топливных элементов и созда 700 раз. Одной из проблем хранения водорода в жидком ния водородной энергетической инфраструктуры по состоянии является то, что в таком виде он находится в требуется время. Предсказать темп развития событий узком интервале температур: от точки кипения 20 К до трудно. Вполне возможно, что в отдалённой перспекти точки замерзания 17 К, когда он переходит в твердое со ве наилучшим способом хранения водорода будет хра стояние. Если температура поднимается выше точки нение водорода в гидридах. Что касается сегодняшнего кипения, водород переходит из жидкого состояния в га дня Ч это хранение сжатого газообразного водорода в зообразное. газовых баллонах.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ ДАЙТЕ ХОДУ ВОДОРОДУ!
ИЗБРАННЫЕ МЕСТА ИЗ БЕСТСЕЛЛЕРА ДЛЯ ИЗБРАННЫХ От авторов составителей В твоих руках эта книжка Ч значит ты с нами. А мы, ее авто ры составители, с тобой. И не важно, в каком классе ты учишься, какой у тебя рост и вес, какого цвета твои волосы и глаза, парень ты или девушка. Важно то, что именно сейчас из этой книжки ты узнаешь самое главное о своей дальнейшей жизни и жизни своих друзей.
Предупреждаем: эта книжка не для всех, эта книжка для из бранных. Для тех, у кого есть воображение и чувство ответствен ности. Если у тебя это есть, то тогда представь себе, что ты и твои лучшие друзья Ч пришельцы. Или прилетчики.
Вы долго долго летите в космосе (из созвездия Водолея лети те на НЛО к Земле) и думаете: "Интересно, а есть ли там, на той да лекой планете, жизнь?". И вам очень хочется, чтобы жизнь была, чтобы жили похожие на вас молодые инопланетяне (вы им даже ЭНЕРГИЯ имя придумали Ч земляне), у которых можно было бы тут же спросить, где купить баунти, а где Ч квас.
Так вот, может случиться так, что вы (пришельцы) прилетите, БУДУЩЕГО а на Земле никого нет. Ни молодых, ни старых. И нет ни баунти, ни кваса. Кончилось даже пепси Ч и его больше никто никогда не за везет. Потому что на Земле кончились люди. Это не юмор, а один Бестселлер для избранных, из возможных вариантов дальнейшего развития человечества.
или учебное пособие по водородной энергетике Вот почему сейчас в твоих руках не только эта книжка, но и для подшефных школ МИРЭА возможность повернуть колесо земной истории так, чтобы ничего подобного не случилось ни с человечеством, ни с тобой, ни с тво Энергия будущего. Бестселлер для избранных, или ими друзьями и близкими.
Мы откроем тебе, в чем тут все дело.
учебное пособие по водородной энергетике для подшеф Все дело в водороде. Дайте ходу водороду Ч и ничего плохого ных школ МИРЭА. Под общей редакцией академика уже не произойдет.
РАН В.В.Лунина. Авторы составители: А.С.Сигов (руко водитель), В.А.Гольцов, А.А.Евдокимов, В.М.Лазарев, От Водородного клуба МИРЭА для студентов М.Н.Стриханов, В.В.Шинкаренко. М., АСМИ, 2005.
всех времен и народов Это нестандартное пособие Ч во всех отношениях. Откровенно Водородный клуб МИРЭА официально свидетельствует, что говоря, вводится в порядке эксперимента. Рассчитано на старшек члены клуба принимали активное участие в подготовке данного лассников. Содержит общие и специальные знания по истории, со пособия на всех этапах Ч от замысла до его воплощения.
временному состоянию и перспективам водородной энергетики, а Водородный клуб МИРЭА предупреждает: все события, о ко также некоторые непроверенные, но любопытные факты из жизни торых здесь рассказано, в том числе совершенно невероятные, Водородного клуба МИРЭА для студентов всех времен и народов.
происходили на самом деле.
Сопредседатели Водородного клуба МИРЭА:
й А.И.Агеев, Дж.О'М. Бокрис, В.В.Васекин, Т.Н. Ве Анастасия Тебякина зироглу, В.А.Гольцов, Л.Ф.Гольцова, Н.И.Горбачева, Екатерина Ткаченко Ирина Черепанова А.А.Евдокимов, В.О.Квитковский, Ю.А.Котляр, В.М.Ла зарев, Г.Г.Лазарев, В.В.Лунин, С.П.Малышенко, В.В.Ма нин, Г.А.Месяц, Ю.С.Осипов, О.В.Пелевин, В.А.Пив нюк, Н.Н.Пономарев Степной, М.Д.Прохоров, Ю.А.Ра менский, П.В.Романов, А.С.Сигов, Д.Смит, М.Н.Стриха От Пети Петрова, ученика 7 го класса нов, В.И.Чалов, В.М.Чертов, П.Б.Шелищ, В.В.Шинка ренко, Ю.Я.Яковец, Е.Г.Яроцкая и другие авторы ис пользованных в пособии публикаций.
й Драгоценные металлы. Драгоценные камни, дизайн.
А.С.Васильев, М.С.Волынчик, Ю.В.Звонова, А.В.Курочкин, А.В.Мандрыко, А.М. Письменный, М.О.Рыжова, В.А.Седов, Ю.В.Смыс лова, А.Ю.Тебякина, Е.В.Ткаченко, И.С.Черепанова и другие члены Водо родного клуба МИРЭА Ч студенты факультета кибернетики, принявшие Пособие для старшеклассников?
участие в подготовке пособия. Ничего, еще увидимся!
Публикуется по настоятельной просьбе Пети Петрова (в сокращении). Ч Прим. "ВВ".
Дайте ходу водороду!
75 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ САМОЕ ПЛОХОЕ, ЧТО ЖДЕТ ТЕБЯ Дело дошло до того, что главы государств Большой И ТВОИХ ДРУЗЕЙ восьмерки2, собравшись в Глениглсе (Великобритания) июля 2005 года, решили обратить внимание всего мира на "Остановите Землю: я сойду!" Ч взвыл на днях один незаконные лесозаготовки, влекущие за собой исчезно бедолага, которого в тот момент одновременно душил вение лесов и подрывающие возможность глобального смог и жег кислотный дождь, причем это происходило устойчивого развития, особенно в бассейнах Амазонки и посередине ядовитой реки, в самой гуще вонючих про Конго. С подробностями ты и твои друзья можете всегда мышленных отходов, наползающих с берегов. ознакомиться, посетив сайт Президента России Влади Но никто не откликнулся, никто не помог. Лишь смог мира Путина. Вот адрес:
стал плотнее, да кислотные дожди злее. Да еще река доба вила яду, да и отходов повалило больше и больше. А пла type72067_91154.shtml?type= нета как вертелась вокруг своей оси, так и продолжает А теперь опустынивание. Знаешь ли ты, что ежегодно вертеться. Но до поры, до времени: ее тоже мучают кис около 6 млн. га плодородных земель превращается в са лотные дожди, эрозия и много чего другого, чего не хотят мую настоящую пустыню? Это особенно заметно в стра видеть эти люди внизуЕ нах Африки, на границе саванны. Там сыграли свою жут кую роль засухи 70 х Ч 80 х годов, массовый выпас ско та, стихийная заготовка дров.
Но и мы в России не отстаем. Делаем из наших лесов и плодородных земель пустыню посредством самой со временной науки и техники. Как это делается, ты скоро узнаешь из этой книжки.
А сейчас прими к сведению, что самое страшное для тебя и твоих друзей Ч это загрязнение атмосферы. Как ни странно, но наша атмосфера несет сегодня прямую угро зу здоровью всех людей и всему живому на Земле. Многие тяжелые заболевания, особенно легочные, в том числе рак легких, связаны с действием вредных веществ, содер жащихся в загрязненном воздухе. В результате загрязне ния воздуха гибнут не только люди, гибнет флора и фауна нашей планеты.
А ты можешь себе представить, какой ужасный вред наносят атмосфере автомобили?
А ведь именно отсюда, от нефтяных вышек и газовых Эти наши самые дорогие, самые любимые, самые же скважин, приносящих их владельцам триллионы долла ланные помощники, оказывается, в действительности Ч ров прибыли, как раз и происходит сегодня самое плохое, наши самые опасные враги, которые к тому же с каждым что ждет тебя, твоих друзей и всех людей на свете. годом набирают все более страшную силу. В 1900 году ми Конечно, у тебя лично вполне могут быть еще и неко ровой автопарк насчитывал всего около 6000 единиц, в торые свои непредвиденные неприятности. Вроде оценки 1950 году Ч 62,3 млн. (в 10000 раз больше!), в 1970 году Ч по физике или проблем с паспортом. Но они не в счет. 246,4 млн., в 1990 году Ч 500 млн., а в настоящее время Ч Сейчас главное в другом. В том, что к твоему совершенно 603 млн. единиц. Автомобили по своему количеству, как летию жители планеты так ее загрязнили, что она, бедная, видишь, уже сравнимы с населением (между прочим, вот вот не выдержит Ч медленно медленно обрушит наше именно поэтому так быстро растут их неорганизованные небо и покончит со всей цивилизацией, в том числе и с на стоянки).
ми, авторами составителями, и с тобой, и с твоими друзь Ниже в таблице показана доля участия автомобиль ями тоже. Вот такая грустная складывается перспектива. ного транспорта в загрязнении атмосферного воздуха в Не думай, что мы тебя пугаем. У нашей матушки Зем крупных городах мира (в %).
ли на самом деле есть такая возможность, и эта возмож Оксид Оксиды Углеводо ность уже близка к реализации. О том, как может обру углерода азота роды шиться небо, ты узнаешь чуть позже, а пока давай по по Москва 96,3 32,6 64, рядку.
Начнем с лесов Ч это, как ты знаешь из биологии, Санкт Петербург 88,1 31,7 "легкие" нашей планеты. Так вот ежегодно в тропиках вы Токио 99 33 рубают 11 млн. га леса. А восстанавливают в 10 раз мень Нью Йорк 97 31 ше. Похожая картина и в других местах. Плюс еще лесные пожары. С 90 х годов леса на нашей планете горят повсе Автомобильные выхлопы представляют собой смесь местно. И как горят! Можешь себе представить: дым от более 280 компонентов, из которых 170 являются опас лесных пожаров в Сибири достигает Великих озер Север ными, в том числе диоксины, углеводороды, альдегиды, ной Америки. В результате планета не только теряет свои бензопирен3, железо, медь, цинк, бром, свинец, трихлор "легкие": нарушается водный режим огромных районов. метан и многие другие соединения.
В Большую восьмерку входят США, Великобритания, Япония, Канада, Россия, Германия, Италия и Франция.Ч Примечание авторов составителей.
Бензопирен Ч один из наиболее сильных канцерогенов. Содержится в каменноугольной смоле. В опытах на мышах его спиртовой раствор при попадании на кожу вызывал образование злокачественной опухоли за 90 100 дней.Ч Примечание авторов составителей.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ А отходы промышленности? Они тоже давно угрожа когда наше небо сквозь растущие озоновые "дыры" начнет ют всему живому. Но если раньше это зло было локаль пропускать все больше и больше радиации и одновременно ным, то теперь оно глобальное. Мощность давления от будет действовать, как самая обычная теплица, накаплива ходов на живую природу достигла такой силы, что появи ющая тепло (отсюда и термин парниковый эффект).
лась опасность необратимых планетарных изменений. Вот как это описывают уже известные тебе авторы.
Представь себе, за сутки промышленность мира сбрасы вает более 100 млн. м3 сточных вод.
Это в воду, а в воздух? Одна лишь химическая про Если ты и твои друзья будете сидеть сложа руки и мышленность выбрасывает в воздух около 40 тыс. вред только наблюдать за тем, что там в воздухе происходит, то ных соединений. Сколько яда систематически уходит в в ближайшее десятилетие может произойти общее потеп небо!
Ты теперь понимаешь, как на нас действует наша ат ление атмосферы на 1 Ч 2 оС. Оно вызовет катастрофиче мосфера? Она является причиной 6% всех смертей. Ды ские планетарные последствия: таяние ледников Арктики шать стало опасноЕ и Антарктики, подъем уровня мирового океана на 6 Ч Но и еще еще не все. Двуокись серы и оксиды азота, метров, резкое изменение климата по всей земле. И особо попадая в атмосферу, порождают кислотные дожди, от опасные последствия для отдельных регионов Ч затопле равляющие почву и водоемы. В США и Западной Европе ния, нарушения хозяйственной деятельности и прочие.
они уже уничтожили более 30 млн. га сельскохозяйствен Организация Объединеных Наций, другие междуна ных земель. А фреоны вообще подвергают нас самой родные организации уже занимаются этой проблемой страшной опасности Ч они создают озоновые "дыры". (правда, пока что без тебя и твоих друзей). Они проводят Об этих "дырах" и об озоновом слое тебе надо узнать международные конференции, переговоры. Уже опреде подробнее. Узнать хотя бы то, что еще с прошлого века лились и страны Ч ведущие "вкладчики" в надвигающую известно многим школьникам за рубежом, говорящим на ся катастрофу.
английском, китайском, японском, испанском и других Имей в виду, что по своему процентному вкладу в об языках, из книги Дж. О'М. Бокриса, Т.Н.Везироглу, щемировой объём вредных выбросов они разделились Д.Смит "Солнечно водородная энергия. Сила, способная следующим образом: США Ч 24%, Китай Ч 14%, Россия спасти мир". На русский язык ее перевел Д.О.Дуников Ч 6%, Англия Ч 2%. В связи с этим в 1997 году в Киото (под научной редакцией С.П.Малышенко). Нефтяные (Япония) лидеры ведущих стран подписали специальное вышки из этой открывают нашу первую главу, а всю кни соглашение Ч Киотский протокол. Они обязались при гу ты можешь прочитать на сайте нять меры к сокращению вредных выбросов в атмосферу.
Какие именно меры? Решено технически перевоору Заодно пройдись по всему сайту Водородного клуба жать соответствующие заводы. А пока регулировать вы МИРЭА для студентов всех времен и народов, с которым бросы путем распределения квот. Иначе говоря, догово тебе было бы неплохо и подружиться. Даже если ты не риться о том, кому, сколько, чего, где и когда выбрасы пойдешь учиться в МИРЭА Ч Московский государствен вать. Дело, конечно, полезное, если бы все соблюдали до ный институт радиотехники, электроники и автоматики говоренность, но пока это плохо получается.
(технический университет). Вот один показательный пример. По соглашению в Даже если после школы ты вообще не будешь учить Киото вредные выбросы самого главного "вкладчика" Ч ся, а сразу пойдешь работать. США надо было сократить на 7%. Но вместо этого они Но пока разберись с "дырами" и озоновым слоем: это будут увеличиваться на 8 Ч 9%. Такова воля влиятельных очень важно. корпораций, развивающих свое производство. Понятно, что посягнуть на их прибыль президент США не рискнёт Ч несмотря ни на какие обязательства.
Многие государственные деятели и ученые поэтому ПОМНИ:
считают, что авторы Киотского протокола избрали оши Одна молекула CFC за 150 лет своей жизни бочный путь, что практически они ничего не добьются. По может сожрать до 100 тыс. молекул озона, тому что вслед за США аналогичным образом будут посту а одна пенопластовая упаковка содержит пать все так называемые страны "золотого миллиарда" Ч миллиарды миллиардов молекул фреона.
страны Западной Европы, Япония, Канада, Австралия и И все таки в воздухе всех опасней оксиды углерода. другие. Точно так же будут поступать и бедные страны: ведь Около 400 млрд. т их выброшено в атмосферу за послед они тем более не могут позволить себе заморозить рост про ние 100 лет. Увеличение содержания СО2 (а также NO2, изводства и, соответственно, потребления энергии.
Наверное, ты понимаешь, что сторонники Киотского CH4 и некоторых других газов) в атмосфере ведёт к пар протокола высказывают другую точку зрения Ч прямо никовому эффекту. Это связано с тем, что именно содер противоположную. Они говорят, что в Европе протокол жание углекислоты в атмосфере в основном определяет уже действует, и это так. Здесь даже наладили торговлю долю теплового излучения Земли, уходящего в космос. С квотами на выбросы парниковых газов (ПГ). Если одна увеличением содержания СО2 эта доля уменьшается, и страна превышает договорные квоты, то она может увели происходит общее потепление на Земле.
чить их за счет другой, которая эти квоты не использовала.
Вот теперь представь, что ждет тебя и твоих друзей, ес Естественно, за определенную плату (одна тонна ПГ стоит ли температура поднимется на один градус. Не догадыва около 20 евро). Таким образом, достигается равновесие:
ешься? Самое плохое, что может быть со всеми нами: это общее количество выбросов не должно увеличиваться.
медленное, постепенное, но неуклонное "обрушение" неба, Дайте ходу водороду!
77 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ С февраля 2005 года в России вступил в силу Закон "О отвернетесь от водорода, как это до вас делали раньше и ратификации Киотского протокола к рамочной конвен как это делают сегодня по самым различным неуважи ции ООН об изменении климата", и наша страна получи тельным причинам многие люди на земле.
ла право участвовать в этих сделках. Первые две сделки Водород, действительно, сам идет к людям из глуби заключили на сумму около 6 млн. евро с Датским аген ны веков, несет им свою силу и мощь, но путь этот неро ством по охране окружающей среды. Деньги из воздуха? вен и противоречив, потому что люди большей частью все Так, да не совсем. Сейчас наша страна не использует свои еще в стороне от его удивительных возможностей. Они квоты только потому, что не работает в полную силу наша или не знают о них, или знают, но воротят от водорода промышленность. А что будем делать, когда она, нако нос, придумывая себе всякие страшилки, как правило, нец, заработает? Сами будем покупать квоты? только для того, чтобы лишний раз не утруждать себе ни В общем, перспективы на этом направлении пока голову, ни руки.
неутешительны. Думая о своем будущем, верующие уповают на бога, Наверное, все таки прав был выдающийся русский фаталисты Ч на судьбу, пофигисты Ч известно на что.
ученый академик В.И.Вернадский, когда утверждал, что Но, как говорили в старину на Руси, на бога надейся, а призывы идти назад, к первобытной жизни (а такие при сам не плошай. Твоя судьба Ч в твоих руках, но при усло зывы в прямой, завуалированной или смягченной форме вии, что рукам поможет и голова.
раздаются во все времена), несостоятельны и не могут Раз ты еще читаешь эту книжку, то видно, ты не из быть реализованы на практике. тех, кто отказывается шевелить извилиной. А это значит, Попытка договориться о выбросах, конечно, не явля что у тебя немало единомышленников есть в настоящем ется прямым призывом идти назад. Однако это призыв (мы уже с тобой!) и, кстати, немало было и в прошлом.
остановиться Ч встать на пути развития промышленнос Потому что и в прошлом далеко не все отмахивались от ти и попытаться задержать движение. Вряд ли это кому водорода. Многие, наоборот, пробивали ему дорогу в то удастся. Но и отказываться от того малого, что дают се жизнь, к людям, в том числе к тебе и твоим друзьямЕ годня договора, сокращающие вредные выбросы, тоже не Вначале водород несли тебе в воздушных шарах, аэ следует. ростатах и дирижаблях, потом в водородных автомобилях Наверное, на самом деле проблему глобальных вы и космических аппаратах, а сейчас уже несут и в самоле бросов надо решать двумя путями. Первый путь Ч на ос тах, судах, подводных лодках, автобусах, мотоциклах, нове договоров. Это текущая рутинная работа, которая многих других транспортных средствах.
уже началась и будет продолжаться дальше. Она должна смягчать вред от выбросов, но она не устранит их в прин ципе, они будут продолжаться. Поэтому нужен второй путь Ч принципиальный, который несет коренное реше ние проблемы в глобальном масштабе. Но наука и жизнь в то время еще сильно расходились Кстати, заметь, что именно так и решили (идти сразу во мнениях. Блистательные триумфы сменялись оглуши двумя путями) главы "Большой восьмерки" в Глениглсе. тельными поражениями, и это нередко надолго разъеди Там они подписали два важных документа, прямо касаю няло исследователей и промышленников.
щихся этой, может быть самой серьезной в твоей жизни Так случилось с германским дирижаблем "Гинден проблемы. Первый документ: "Изменение климата, эко бург", который 6 мая 1937 года, триумфально перелетев логически чистая энергетика и устойчивое развитие". пол Европы и Атлантику, взорвался и сгорел на летном Второй документ, принятый в связи с первым: "План дей поле под Нью Йорком. Погибло более 30 человек, мно гие получили тяжелые увечья и ожоги. После этого случая ствий "Группы восьми". из за боязни взрыва многие компании уже не решались Входи в эту группу девятым!
использовать дирижабль для перевозки пассажиров. Пси хологи назвали эту боязнь синдромом Гинденбурга.
Но в 1941 году в осажденном Ленинграде взрывы во шли в повседневную жизнь. Как и наполненные водоро Как видишь, очень непростые отношения складыва дом аэростаты заграждения. В ночь с 23 на 24 июня они ются в мире вокруг вредных выбросов в атмосферу, как, поднялись над городом и с тех пор защищали его небо до впрочем, и по всем другим загрязнениям. Ты и твои дру конца блокады.
зья Ч вы должны быть готовыми к тому, что вам предсто Аэростатные лебедки были установлены на двух сот ит еще не раз поломать свои головы и над этими пробле нях "полуторок" ГАЗ АА и приводились в действие от их мами и над тем, как жить дальше.
двигателей. Понятно, что грузовики работали на бензине, Но это очень хорошо, что вы сами будете думать о но в условиях блокады бензин в городе стал такой же цен том, как вам жить и сами будете все решать, а не кто то ностью, как и хлеб.
другой (например, джентльмен на 6 й странице) сделает И вот бензин кончился. Что делать?
это за вас.
Над этим вопросом ломали головы все, но ответил на Думайте сами, решайте сами!
него воентехник младший лейтенант Борис Шелищ. Да от ветил так, что многие десятилетия спустя, уже в начале ХХI ВАС СПАСЕТ ВОДОРОД века, поисковая машина в Интернете сообщала о нем, что это "лейтенант, опередивший время" Так оно и будет Ч водород спасет, если ты и твои дру ( зья не против своего спасения. То есть если вы сами не "Группа восьми" Ч это и есть "Большая восьмерка", так ее называют в официальных документах. Ч Примечание авторов составителей.
Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ К этому времени в русскоязычном Интернете набра Или: "Школьница, опередившая время". Скажи себе лось уже около 20 тысяч ссылок и множество публикаций правду: ты хочешь оставить свой личный след в истории?
об этом лейтенанте. Одну из публикаций мы приведем Хороший след, чтобы тебя потом долго долго вспомина специально для тебя и твоих друзей, взяв ее с сайта Водо ли люди добрыми словами. Если хочешь, то знай, что родного клуба МИРЭА. А откуда ее взял Клуб Ч это ты и именно сейчас у тебя для этого самое подходящее место и сам легко узнаешь: его адрес тебе уже известен, и ты мо время.
жешь получить там и ссылки, и другие публикации об Место Ч лучше не найти. Целая планета!
этой удивительной истории. Это самое завидное рабочее место, которое может пожелать себе школьник. Сейчас почти по всему миру растет безработица, а ты со своими друзьями в школе по лучаешь то, о чем другие не мечтают даже во сне. Конеч но, место грязнее некуда, его надо срочно очистить. Но это же в твоих личных интересах: иначе тебе каюк. И не только тебе. Твоим друзьям и близким будет то же самое.
Нам теперь всем светит экологический каюк, если ты не займешь свое рабочее место, предоставленное тебе миро вой историей.
Пойми, что это не только счастливое, но и очень от ветственное место. Благодари судьбу, что не умираешь с голоду в Африке, не мучаешься от нанесенных террорис тами ран, а спокойно учишься в Москве, в одной из луч ших школ. Но не забывай, что тебе много дано на твоем В годы Великой Отечественной войны войска ПВО рабочем месте, по сравнению с миллионами твоих ровес использовали так называемые баллонетные ников. И от тебя теперь, от твоих одноклассников во аэростаты заграждения многом зависит не только ваше, но и их будущее.
Время Ч тоже вполне подходящее.
И вот 21 сентября 1941 года младший техник лейтенант Это время кризисов и революций, время больших пе Шелищ обратился к командованию с рационализаторским пред ремен во всем мире. Это тебе не застой, когда нет движе ложением: подавать "отработанную воздушно водородную смесь ния ни делам, ни идеям. Когда люди живут по бюрокра из приземлившихся аэростатов во всасывающие трубы автомо тическим расписаниям, не терпящим изменений. А по бильных двигателей". 28 сентября состоялось заседание полко том называют потерянными целые поколения.
вого бюро по рационализации и изобретательству, постановив Твое время Ч другое. Оно для новых идей и новых шего: "Считать предложение ценным и приемлемым. Поручить свершений. Как на войне, оно укрупняет и мысли, и дела автору предложения приступить к опытной проверке своего предложения". людей. В такое время и добро, и зло более значительны, Первые испытания проводились в сильный мороз Ч до чем обычно. Вот почему сейчас одни люди делают Боль 30оC. Несмотря на это, после включения зажигания двигатель, шое Добро, другие Ч Большое Зло. А тот, кто ничего не питаемый водородом, легко завелся и длительное время устой делает, тот делает Большое Ничего. Кому что по душе!
чиво работал.
Это время Ч твое, и оно прекрасно тем, что дает тебе Во время опасных опытов сгорели два аэростата, взорвался и твоим одноклассникам хороший шанс на успех. Такое газгольдер, сам Шелищ получил контузию. После этого для без время бывает не часто Ч цени его. Цени свою жизнь. И опасной эксплуатации воздушно водородной "гремучей" смеси постарайся воспользоваться удачей, которая выпала тебе он придумал специальный водяной затвор, исключавший вос Ч оказаться в нужном месте в нужное время.
пламенение смеси при вспышке во всасывающей трубе двигате ля. Многократные испытания действия гидрозатвора оказались Как ты понимаешь, теперь все зависит от тебя. Во успешными. Когда все убедились, что система работает нормаль всяком случае, ты знаешь, что предшествующие поколе но, командование приказало за 10 дней перевести все аэростат ния людей, превратив добрую часть планеты в свалку от ные лебедки на новый вид горючего. Круглосуточно работали ходов, предоставили тебе и твоим одноклассникам хоро смены бригад слесарей, сварщиков и рабочих других специаль шую возможность отличиться. Очисти эту великую свал ностей, изготовивших несколько сотен комплектов аппаратуры.
ку Ч и будешь жить в условиях, достойных человека. Вме В дальнейшем управление всеми аэростатами осуществлялось с сте с друзьями, со всей своей школой, с учителями и ро водородных грузовиков, и работали эти грузовики лучше, чем на дителями.
бензине.
В 1942 году необычный автомобиль с двигателем, работав С чего начинать? Начинайте с России. Во первых, шим на водороде, демонстрировался на выставке техники, при она ваша, а во вторых, ближе всего. А Москва Ч она и во способленной к условиям блокады (об этом 17 января 1942 года круг вас, и прямо перед вами. Надо только выйти во двор писала газета "Ленинградская правда"). При этом двигатель рабо или взглянуть в окно. Что там делается? Не посохли еще тал несколько часов в закрытом помещении. Посетители выстав деревья за окном? И как у нас сегодня со смогом? И что ки не чувствовали ни дыма, ни гари, ни необычных запахов. От там плывет по Москве реке после аварии в "Мосэнерго"?
работанные газы Ч обыкновенный пар Ч не загрязняли воздух.
Откуда ветер дует и что несет? И чем пахнет на улице?
"Москвичем" пахнет! А еще ГАЗом да ВАЗомЕ Наверное, ты и твои одноклассники уже догадывае тесь, как нам портят жизнь наши автомобили. В 2001 году они установили свой "рекорд": стали причиной 93% всех Может быть, пройдет полвека Ч и о тебе тоже скажут, атмосферных загрязнений в столице. Конечно, это не слу как о Борисе Шелище. "Школьник, опередивший время".
чайно. Теперь у нас столько автомобилей, своих и чужих, Дайте ходу водороду!
79 ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ как никогда. И их число постоянно растет. Но это такие но отчитывается перед всеми москвичами (и перед вашим автомобили, которых в Европу не пускают. Именно пото классом тоже!), а ты Ч не знаю. Ну ка, открывай офици му не пускают, чтобы они там не портили воздух. И чтобы альный сайт Правительства Москвы ( сильно не шумели, не издавали ни вибрацию, ни электро и смотри оценку экологического состояния города магнитное излучение, как это они делают у нас дома. (www.info.mos.ru/), экологические карты по округам (на В общем, работы по автомобилям в Москве тебе и чинай со своего!), по разным периодам. Не хватит ин твоему классу, если захотите, то хватит надолго. Но толь формации на этом сайте, ищи на других Ч их много. Для ко разная это может быть работа. Мы не советовали бы начала мы тебе поможем, а там уже действуй самостоя вам бить стекла салонов или прокалывать колеса. Это не тельно.
поможет, как не поможет Киотский протокол прекратить Правительство много делает для того, чтобы улуч промышленные выбросы в атмосферу. шить экологию столицы.
Здесь надо действовать с умом. Автомобили Ч это Еще в 1994 году в Москве была принята Комплексная эко ведь не только беда москвичей. Это беда всей России, по логическая программа на период до 2005 года. Сверяясь с ней, тому что нет у нас такого региона, где бы обошлось без москвичи строят мусороперегрузочные станции, сокращают подобных выбросов.
свалки, останавливают загрязняющие город предприятия, бо Везде Ч в Воронежской, Смоленской, Калининград рются с ливнями и снегом, ведут мониторинг воды, зеленых на ской областях, Приморском крае, Республике Северная саждений и, конечно, всеми силами пытаются сделать чище ат Осетия Алания Ч все то же самое. Так показывают заме мосферный воздух. И множество других полезных вещей делают ры экологов.
москвичи, выполняя намеченную программу.
Выход поэтому один Ч переводить автомобили на Ты легко можешь в этом убедиться: вся программа пред ставлена в Интернете, ход ее выполнения тоже не скрывается. И водород. Как Шелищ! Но уже на промышленной основе.
недостатки представлены на сайте, да и так они у всех на виду.
Тем более, что за рубежом давно это делают. США, стра Эти недостатки москвичи стараются устранить. Они доделывают ны Евросоюза переводят на водород крупные предпри то, что не успели сделать раньше, решают новые проблемы, ко ятия, автомобили, автобусы, даже инвалидные коляски.
торые возникли совсем недавно. Именно с этой целью в рамках Япония к 2010 году выставляет на свои дороги 10 тысяч, а большой Комплексной программы Правительство Москвы ут к 2020 году 50 тысяч водородных автомобилей. Причем вердило еще одну, теперь уже специальную (целевую) экологиче обеспечивает их водородными заправками. А мы что Ч скую программу на 2003 Ч 2005 годы.
рыжие?! Очень нужная программа Ч и она должна быть выполнена.
Иначе нельзя. Потому что до сих пор мощности московской му Мы не делаем этого не потому, что денег нет. Мы не соросортировки составляют всего 3% от реального объема посту делаем этого потому, что ума не хватает. Большинство на пающих твердых бытовых отходов. Реки и водоемы Москвы все шего населения живет сейчас исключительно сегодняш еще опасны для здоровья, много москвичей живет в антисани ним днем, не думая всерьез о своем будущем. Многие из тарных условиях.
нас живут, как куры: считают вперед на расстояние одного Правда, более 25 тысяч единиц муниципального транспорта клевка. Склевал Ч и ладно, можно жить дальше. Но ты уже оснащены нейтрализаторами выхлопных газов, и они боль ведь не курица? Ты ведь думаешь по другому, не правда ли?
ше не отравляют воздух. Но ведь и тебя, и твоих друзей, и ваши Вот и подумай. Представь себе, что в наших городах семьи ежедневно травят миллионы частных автомобилей, кото рые принадлежат москвичам и гостям столицы!
от химического загрязнения, создаваемого автомобиля "Вклад" московских автомобилистов в общее загрязнение ми, от их шума сегодня мучаются 30 млн. человек. А столицы достигает 90%, а в иной год и больше. Помнишь, мы сколько среди них детей? Разве не пора их всех спасать?
писали 93%? Это и неудивительно: автопарк города Ч свыше Зоны экологического неблагополучия охватывают млн. единиц. А его выхлопы в атмосферу Ч до 1,6 млн. т токсич 15% территории нашей страны. Там сегодня живет более ных газов в год. Это оксид углерода, диоксид углерода, оксиды 60% россиян. Там основные производственные мощнос азота, тетраэтилсвинец, диоксид серы, плюс пыль, сажа и дру ти и сельскохозяйственные угодья страны. И там эколо гие. Не менее опасны для здоровья резиновая пыль и летучие ве гия стала одной из основных причин ухудшения здоро щества Ч продукты износа шин.
Все это, конечно, отражается на москвичах: их смертность вья, снижения продолжительности жизни и роста смерт выше, а рождаемость ниже, чем в целом по России. Взрослые ности. Всех этих людей тоже надо спасать Ч они ведь на москвичи, живущие рядом с крупными автомагистралями, чаще ши люди.
болеют хроническим бронхитом и пневмонией, а дети Ч хрони А знает ли твой класс, что после 1992 года экологиче ческими болезнями миндалин и аденоидов, бронхиальной аст ски грязные производства из западных стран стали пере мой. В наиболее загрязненных округах Москвы Ч Центральном, носить на территорию России? Появилась такая очень Южном и Юго Восточном Ч люди болеют чаще в 1,5 раза, чем опасная тенденция. Может, пора ее прекратить эту тен других.
денцию, как ты думаешь?
Подумай позже об этом Ч как следует. Всем классом Кстати, где ты живешь? Где живут твои друзья? Как у подумайте. А сейчас давай вернемся к Москве. За нее вы вас со здоровьем? Сколько лет ты и твои друзья хотели бы в классе все отвечаете дважды Ч как граждане России и жить на белом свете и чем заниматься? Напиши обо всем как москвичи. Так вот, что вы знаете об экологии своего этом в Водородный клуб МИРЭА: на его сайте есть для города? О том, в каком она состоянии? О том, что делает этого специальный раздел. Если чего не знаешь, спроси у (или что не делает) Правительство Москвы для вас, для членов клуба Ч они подскажут.
ваших семей, для всех москвичей? Вот лично ты Ч что ты Но помни, что для тебя и твоих друзей, как и для всех знаешь об этом?
москвичей, наиболее опасны не бандиты, а именно авто Скажешь, откуда мне знать? Мол, я же не член Пра мобилисты. Кстати, они и для самих себя опасней всех на вительства. Не мэр, не префект.
свете. Когда будешь покупать себе автомобиль, не забудь, А Интернет на что? Правительство Москвы регуляр Водородный всеобуч, 2006, № ВВ ВОДОРОДНЫЕ УНИВЕРСИТЕТЫ что условия твоей жизни от этого могут скорее ухудшить гической опасности, и эта опасность быстро нарастает.
ся, чем улучшиться. Ведь автомобиль намного превосхо дит тебя в потреблении кислорода. Проезжая за год 15 Тут вот еще в чем дело.
тыс. км, он забирает кислорода столько же, сколько за это время вдыхаешь ты и еще 14 твоих друзей! На днях, в перерыве между вторым и третьем уроком, Петя Петров, ученик 7 го класса 342 й московской шко Автомобили представляют наибольшую опасность не толь лы, решил стать министром природных ресурсов Россий ко для людей, но и для живой природы. Рост растительности за ской Федерации.
медляется, она гибнет. В Москве из за этого постепенно исчеза ют сосны, ели, дубы, лиственницы, другие ценные породы дере Ч Иначе толку не будет, Ч сказал он своему одно вьев. Пропадают белки, птицы.
класснику, который после этого по его же просьбе расска Беда еще и в том, что мы пока не можем обеспечить опти зал об этом разговоре петиной соседке по парте. Ч При мальное движение на основных магистралях. Средняя скорость у рода Российской Федерации давно в опасности, а куда нас составляет около 12 км/ч, а это парализует движение, увели чивает количество вредных выбросов. смотрит министерство, мне совершенно не понятно.
Конечно, помогают транспортные развязки на разных уров нях, подземные тоннели и пешеходные переходы, магистрали Вообще говоря, это очень дублеры, кольцевые магистрали. Перераспределяются транс хорошо, что Петя уже в седьмом портные потоки, уменьшается неравномерность движения. Так, классе решил стать министром после ввода в эксплуатацию развязки на пересечении Рижской Российской Федерации. В связи эстакады и проспекта Мира концентрация оксида углерода здесь с этим знаменательным событи снизилась в 2 раза.
ем коллектив авторов составите Но это пока капля в море. Большая капля, но все таки капля.
В целом Правительство Москвы стремится снизить вредные лей данного учебного пособия выбросы транспортных средств самыми разными путями. Доби официально направил Пете Пет вается перехода автопарка на более экологичные виды топлива.
рову Очень Большую Поздравительную Телеграмму.
Pages: | 1 | 2 | 3 | 4 | Книги, научные публикации