Итак, выясняется, что в принципе мотор можно питать практически любым органическим сырьем. В Бразилии, к примеру, даже самолеты летают «на растительном масле».
Однако вся эта экзотика, как уже говорилось, не от хорошей жизни. В той же Бразилии практически нет своих месторождений нефти, вот и приходится выкручиваться… В такой ситуации, конечно, уж мало берутся в расчет и низкая теплота сгорания такого топлива, и его высокая стоимость.
А в Германии времен третьего рейха синтетический бензин приходилось делать и из угля. Были попытки даже залить в автомобильный двигатель… воду! Причем для этого ее не разлагали на водород и кислород, расходуя на это большие количества энергии. Нет, воду пытались и пытаются добавлять в двигатель и без разложения, так сказать, в натуральном состоянии.
Еще на заре автомобилизма было замечено, что в сырую погоду двигатели как будто работают лучше. Проведенные исследования показали: да, в моторное топливо можно добавлять до 10 процентов воды, и двигатель будет работать.
Впрочем, как утверждают некоторые эксперты, двигатель при некоторых условиях может работать чуть ли не на чистой воде. Вот какую историю, например, рассказала читательница из г. Пензы Е. Ф. Палатова. Согласно ее данным, в США еще в период Первой мировой войны проводились испытания «горючего» для двигателей внутреннего сгорания, предложенного португальским эмигрантом Хуаном Андрэсом.
Основную часть его составляла вода (пресная или соленая, безразлично), в которую добавлялась неизвестная жидкость, имевшая зеленоватый оттенок. В печати приводились случаи, когда изобретатель на глазах свидетелей готовил исходную смесь из медикаментов, купленных в ближайшей аптеке. Смешав их в ведре с водой, он заливал топливный бак и заводил двигатель. После регулировки игольчатого клапана, изобретатель добивался устойчивой работы мотора, дававшего выхлоп без цвета и запаха.
Испытания проводились на автомобиле «Паккард» и на трехцилиндровом двухтактном судовом двигателе. Расход смеси составлял примерно 50 литров на 100 километров пути. Многовато, конечно, но не забывайте – и двигатели брались достаточно мощные, и топливо стоило баснословно дешево.
Будучи по образованию инженером-электрохимиком, Палатова вместе с коллегами попыталась разгадать ребус эмигранта. «Итак, все поршневые двигатели работают за счет газообразной массы высокого давления, которая поступает в цилиндр извне (сжатый водяной пар), либо образуется внутри цилиндра вследствие сгорания жидкого топлива, – рассуждала она. – В первом случае мы имеем место с паровыми машинами, во втором – с двигателями внутреннего сгорания. Те и другие имеют свои преимущества и недостатки».
Привлекательность паровой машины состоит в том, что рабочее тело – водяной пар – не отравляет окружающую среду. Естественно возникает вопрос: есть ли возможность создать непосредственно внутри цилиндра высокое давление пара? Андрэс ответил утвердительно: «Да, если использовать энергию взрывчатого вещества… »
Действительно, при взрыве даже небольших количеств взрывчатки образуются большие объемы газов и выделяется много тепла. Энергия взрыва и тепла может довести воду до газообразного состояния с высоким давлением. «Очевидно, Андрэс в качестве взрывчатого вещества выбрал нитроглицерин, – пишет Палатова. – Я полагаю так, поскольку в виде однопроцентного спиртового раствора нитроглицерин можно купить в аптеке, где он продается в качестве лекарства, расширяющего кровеносные сосуды».
В чистом виде нитроглицерин – тяжелая маслянистая жидкость, застывающая при температурах ниже 13 °C. В воде растворяется плохо: всего 1,8 г на литр. Зато хорошо растворим в спирте – до 250 г на литр. При нагреве до 260°С и детонации взрывается. Причем процесс взрыва мгновенно охватывает всю массу нитроглицерина, переводя все молекулы разом в некую смесь газов.
Как показывает анализ, смесь газов, образующихся при взрыве, содержит от 58 процентов углекислого газа, 20 процентов водяного пара, 18 процентов азота и 4 процента кислорода. Все газы абсолютно нетоксичны, являются природными составляющими атмосферы Земли.
«Полагаю, в связи с вышесказанным, что „горючее“ Анрэса представляло собой водную эмульсию нитроглицерина, – заканчивает свое письмо Палатова. – Он готовил ее, приливая к воде смесь аптечного спиртового раствора нитроглицерина с эмульгатором. Причем эмульгатором могло служить жидкое калийное („зеленое“) мыло, которое также продается в аптеках. Так и получалась та зеленоватая жидкость, которую Андрэс вводил в воду перед ее заливкой в топливный бак, подобрав экспериментально-опытным путем количественное соотношение всех компонентов».
Как видите, ребус Андрэса оказался не столь уж сложен. И если его разгадал человек без особой подготовки, то, наверное, германские химики, издавна пользовавшиеся высокой репутацией во всем мире, и подавно справились с этой задачей. Тем более что перед войной, как показал даже беглый поиск, было немало публикаций на эту тему. Были проведены и эксперименты, целью которых являлся поиск оптимального состава горючего и наработка практического опыта по его применению. Однако этим экспериментам так и не суждено было выйти за пределы полигона. Почему? Ведь Германия, как уже неоднократно говорилось, остро нуждалась в замене натуральных нефтепродуктов синтетическими.
Причин тому несколько. Назовем хотя бы основные. В принципе затолкать в двигатель можно что угодно, даже нафталин – подобные опыты проводились еще в 20-е годы. Весь вопрос, насколько это выгодно и рационально?
Опыт же показал, что, если даже в двигатель добавляют незначительное количество воды, это приводит к резкому ухудшению его характеристик и долговечности. Кроме того, нитроглицерин – достаточно капризная, небезопасная в обращении жидкость. Не случайно небезызвестный Альфред Нобель потратил немало времени и сил прежде, чем смог получить динамит – довольно безопасную в обращении взрывчатку. В общем, Нобелевскую премию за использование нитроглицериновых смесей в качестве горючего не удалось пока получить никому. И те же химики третьего рейха предпочли пойти другим путем – стали получать синтетический бензин, например, из угля.
Был у них в запасе и еще один способ. Нефть, оказывается, можно добывать прямо из… воздуха!
Надо сказать, что история этого рецепта тоже достаточно давняя. Еще в 1908 году русский химик Е. И. Орлов обратил внимание на возможность синтеза нефтяных углеводородов из оксида углерода и водорода. Эта смесь называется еще водяным газом (или синтез-газом) и в достаточных количествах содержится в атмосфере.
Спустя несколько лет после Первой мировой войны этот способ был опробован на практике. Кайзеровская Германия оказалась отрезанной от природных источников нефти, и вот немецкие ученые К. Фишер и А. Тропш в 1922 году отработали технологию получения синтетических жидких углеводородов на практике.
Правда, водяной газ они решили поначалу получать не из воздуха, так как это оказалось технически слишком сложно, а из бурого угля. Синтез углеводородов осуществлялся при контакте этого газа с железоцинковыми катализаторами при высокой температуре. В 1936 году были введены в действие первые промышленные установки.
Всего было запущено 14 установок общей производительностью около миллиона тонн топлива в год. Они успешно проработали до конца Второй мировой войны.
Когда же послевоенная Германия получила доступ к дешевой природной нефти, постепенно все европейские и азиатские установки по производству синтетического топлива были остановлены или переведены на выпуск другой продукции. Зато в ЮАР, которая подверглась нефтяному эмбарго со стороны мирового сообщества и где к тому же добыча угля обходится чрезвычайно дешево, в середине 1980-х годов производилось около 4 миллионов тонн жидких углеводородов ежегодно.
И лишь в наши дни идея получения топлива из воздуха, а точнее, из содержащегося в нем диоксида углерода, похоже, приобретает особую остроту. Огромное количество сжигаемого на планете топлива грозит образованием так называемого «парникового эффекта». Из-за повышенного содержания углекислого газа в атмосфере часть солнечных лучей, которой полагалось бы отразиться от поверхности планеты и уйти назад в космическое пространство, теперь задерживается. А это, как полагают некоторые эксперты, в конце концов способно привести к всеобщему потеплению климата на Земле.
На первый взгляд, ничего страшного. Ну станет теплее на градус-другой. Что плохого? Но такое потепление, как показывают расчеты, может привести к тому, что значительная часть нынешней суши окажется затопленной. Вот ученые и предлагают способ, как зло обратить в благо. Прежде всего из атмосферного воздуха нужно выделить излишний диоксид углерода.
