На схеме, взятой нами из научного журнала, сам изобретатель поясняет, как работает его топливный элемент.
Такая схема стала почти классической. Однако недавно американские инженеры внесли в эту конструкцию существенные, возможно, даже решающие коррективы. Пол Кеннес, профессор Иллинойского университета (США), говорит, что в новом топливном элементе нет мембраны. Однако каким же образом функционирует такой элемент? Как осуществляет разделение реагентов?
Идея пришла в голову профессору Кеннесу в тот момент, когда он чистил зубы. «Я обратил внимание, как выходит из тюбика двухцветная зубная паста, — поясняет он. — Когда выдавливаешь ее из тюбика, полоски разного цвета не смешиваются. И тут я вспомнил, что аналогично ведут себя и жидкости в пространстве, измеряемом микрометрами»…
Дело в том, что смешивание потоков происходит лишь при турбулентном, вихревом течении жидкостей. Это хорошо заметно, например, в том месте, где одна река впадает в другую. А вот если посмотреть под микроскопом на микропотоки, становится очевидно, что главную роль начинает играть вязкость жидкости, благодаря которой потоки сосуществуют, не смешиваясь друг с другом.
«Поток топлива и поток окислителя мы сводим вместе в капилляре с внутренним диаметром менее 1 мм, — поясняет Кеннес. — В этой трубочке слишком мало места для образования завихрений. На границе двух потоков, там, где они соприкасаются, происходит обмен ионами и электронами, образуется электрический ток».
Понятно, что такое объяснение весьма схематично. Масса технических деталей самим Кеннесом специально опущена, поскольку и составляет его «ноу-хау». Но в принципе схема работает достаточно стабильно.
«Даже если новый элемент уронить на пол или держать его на столе, по которому студенты изо всех сил стучат кулаками, как мы это делали в одном из экспериментов, он продолжает исправно работать: жидкости не перемешиваются», — поясняет Кеннес.
Автор разработки уверен, что уже через 2–3 года новые топливные элементы появятся на рынке. Правда, некоторые вопросы при этом все же остаются. Например, для заправки топливных элементов пользователь должен иметь при себе запас метанола. Но горючие жидкости запрещено проносить с собой, например, на борт самолета. Можно, правда, вспомнить, что пассажиры могут иметь при себе зажигалки. А они тоже заправлены жидким газом или бензином. Может, и для топливных элементов будет сделано исключение?
С. СЛАВИН
ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ
Принтер вместо… звездолета?
С помощью струйных принтеров печатают тексты, рисунки, фотографии. А наш бывший соотечественник Владимир Миронов из Медицинского института Южной Каролины и его американский коллега Томас Боланд из Университета Клемсона решили приспособить принтер для цели, которая еще недавно показалась бы невероятной даже фантастам. Но обо всем по порядку.
Идея родилась не случайно. Качество печати струйных принтеров выросло настолько, что мысль использовать их «не по назначению» приходит в голову ученым самых разных специальностей.
Так, электронщики Израиля и США пытаются с помощью принтеров получать оригиналы и трафареты печатных плат. А некоторые специалисты даже говорят о том, что вскоре и сами платы можно будет получать не путем травления заготовок агрессивными химическими растворами, а попросту печатать. Нужно только вместо чернил использовать подходящие расплавы и растворы.
Исследователи из Университета Аризоны наполнили такой принтер «чернилами», которые при засыхании формируют полимеры с разной степенью проводимости. Это позволило им быстро и дешево печатать жидкокристаллические дисплеи и солнечные батареи на органической основе. А в Университете Калифорнии в Беркли разрабатывают принтер, который будет печатать даже «начинку» для мобильников и радиоприемников.