Техника и человек в 2000 году

Количество веществ, из которых можно добывать алкоголь, чрезвычайно велико. Назовем хотя бы меляссу, побочный продукт сахарного производства, сахарный тростник, маис, картофель, различные злаки, мучнистые корни, содержащие крахмал, солому, опилки, стружки, некоторые травы и другие целлюлозные вещества. Делались опыты превращения растительных веществ с помощью кислот в сахар, из которого при дальнейшей обработке получался чрезвычайно высокий выход алкоголя.

Далее заслуживают внимания попытки использовать действие микроорганизмов на целлюлозу; впрочем, этот метод оказался нерентабельным. Очень многое зависит от выбора подходящих мест для устройства перегонных заводов, причем необходимо учитывать зависимость от сырья и транспортные условия. Тропические местности, например Индия, где имеется очень много рисовой соломы и слоновых трав для производства алкоголя, чрезвычайно удобны для этого. В Австралии, Новой Зеландии, Южной Африке, Родезии, в стране Ниасса, на Золотом Берегу, в малайских государствах и в Западной Индии уже с давних пор из имеющегося здесь сырья добывается алкоголь для энергетических целей. Еще совсем недавно техническое потребление алкоголя в Германии ограничивалось лишь немногими небольшими стационарными машинами, — за последние же десять лет все более и более расширяется потребление его автомобилями. Существует целый ряд запатентованных алкогольных смесей, как алкогаз, дискол и наталит. Последний почти вполне заменяет нефть. Смешанный с малоценной нефтью, он дает превосходное горючее, причем в машине, в связи с его применением, не требуется производить никаких изменений. Расходуется этого горючего, правда, несколько больше, но получаемая энергия также больше на 4–5 %. В Америке уже несколько лет тому назад появились опытные заводы, на которых имелось в виду организовать массовое производство алкоголя для двигателей. Во время войны однако они опять закрылись под давлением государственной нефтяной монополии.

Ганс Гюнтер в своей книге «Мечтания техники» обращает внимание на то, что в микроскопических зернах хлорофилла, наполняющих каждую клетку листка растения, пока светит солнце, беспрерывно происходит химический процесс превращения неорганических веществ в органические. При этом газообразная двуокись углерода, выдыхаемая животными и людьми, а также выделяемая гниющими органическими веществами и нашими топками, начисто разлагается на углерод и кислород, вслед за чем растение превращает отщепленный и поглощенный углерод сначала в сахар, а затем в крахмал. Необходимую для этого энергию растения получают от солнечных лучей. Искусственное воспроизведение этого процесса ассимиляции углекислоты до сих пор не удавалось.

Разумеется, можно использовать растения в качестве готового материала для топливных целей. Технические предпосылки этого изложил уже несколько лет тому назад итальянский химик Чиамичиан. Он вычислил, что земля в год производит 32 млрд т растительных сухих веществ, соответствующих 18 млрд т угля, что в свою очередь в 12 раз превышает количество угля, ежегодно потребляемого в настоящее время человечеством. Согласно А. Мейеру, возможно было бы ежегодную растительную продукцию увеличить в 4 раза, в тропиках же в еще большем размере. Итак, не представляло бы никаких трудностей полностью заменить уголь ежегодным приростом растительности.

В заключение назовем область, несколько далекую от нашей темы. Солнечные лучи, как известно, выполняют процессы, находящиеся в тесном родстве с теми, в которых значительную роль играет уголь. Упомянутый Чиамичиан указывает на то, что солнце может служить для выполнения известных химических процессов, которые в будущем могли бы быть использованы для получения энергии.

Как известно, в настоящее время это возможно только в фототехнике. Ассимиляционный процесс, совершающийся в растениях, может быть воспроизведен и искусственным путем. «Этот процесс, — пишет Чиамичиан, — является обратным обычному процессу горения. Всегда считали вероятным предположение, что первым продуктом ассимиляции является формальдегид». И в действительности, недавно Курциусу удалось доказать присутствие формальдегида в листьях бука. Искусственное воспроизведение этого процесса с помощью ультрафиолетовых лучей удалось Даниелю Вертело. Почему невозможно было бы с некоторыми изменениями рациональным образом использовать подобные лучи, которые, пронизывая всю атмосферу, достигают поверхности земли? Доказательством того, что это возможно, служат растения. С помощью подходящих катализаторов могло бы удаться также превращение смеси воды и двуокиси углерода в кислород и метан или проведение других, так называемых эндоэнергетических процессов.

Помимо этого процесса, при котором использованы были бы неутилизируемые до сих пор продукты сгорания, существуют еще другие, вызываемые ультрафиолетовыми лучами, которые однако, в зависимости от обстановки, могут происходить и под влиянием обычных световых лучей, при условии, если будут открыты подходящие чувствительные — реагирующие на эти лучи — вещества. Синтез озона, тройной окиси серы, аммиака, окисей азота и много других синтезов могут таким образом стать предметом промышленных фотохимических процессов.

Не приходится сомневаться в том, что непосредственный солнечный свет может быть применен и для производства красок, которые мы в настоящее время получаем из угля, как указывает в статье, помещенной в «Технише Рундшау» (1914 г.), Г. Дур. Он пишет следующее: «Фотохимия доказала, что фотохимическими свойствами обладают лишь лучи с волнами определенной длины, которые селективно поглощаются соответствующими веществами. Хлор и водород, которые в свете длинных волн, следовательно в желтом и зеленом свете, соединяются в соляную кислоту, в коротковолновом ультрафиолетовом свете снова распадаются. Химическая деятельность света усиливается в общем, начиная от красной части спектра в сторону синей и фиолетовой, и достигает высшей силы в ультрафиолетовых лучах. Уже в в настоящее время мы можем с помощью лучей с волнами определенной длины вызывать определенные химические действия. В будущем, по-видимому, возможно будет значительно расширить нашу власть над этими свойствами света. Нам удастся с помощью света различных волн производить органические вещества, изготовлять краски и т. д. на заранее точно рассчитанном месте, иначе говоря, так сказать, дирижировать работою света».

Чиамичиан приходит к следующему— правда, несколько фантастическому — выводу: «Там, где растительность отличается пышностью, фотохимическая работа будет возложена на растения, и, таким образом, путем рациональной культуры почвы, солнечная энергия будет эксплоатироваться в промышленных целях. В пустынях же, недоступных сельскохозяйственной обработке, чистая фотохимия в первую очередь будет служить для практического использования солнечной энергии. На бесплодных равнинах возникнут промышленные колонии, не знающие дыма и дымовых труб. В стеклянных зданиях и трубах будут протекать фотохимические процессы, которые до сих пор были достоянием одних растений и которые теперь будут использовываться человечеством в своих целях. Если в отдаленном будущем когда-нибудь истощатся угольные залежи, культура из-за этого не погибнет, ибо жизнь и культура никогда не замрут, пока светит солнце!»

Химическая техника стоит еще перед разрешением многих проблем, в первую очередь проблемы конструирования световых аккумуляторов. Как упомянуто, химикам известен уже давно ряд веществ, у которых под влиянием световых лучей изменяется не только цвет, но и химический состав, причем в темноте они восстанавливаются в прежнее состояние. Риголо изобрел уже в 1897 г. фотогальванический элемент, который имеет предшественника в виде элемента Бекереля, изобретенного еще в 1839 г. Вильдерман в последние годы изобрел светоэлектрический элемент, состоящий из двух покрытых хлористым серебром серебряных пластинок, погруженных в раствор хлористого натрия. В 1912 г. Винтер изобрел световой аккумулятор. Изобретатель исходил из того факта, что в одном растворе смесь хлористого железа и хлорной ртути (сулемы) под влиянием ультрафиолетовых лучей превращается в смесь хлорного железа и хлористой ртути (каломеля) и что этот процесс в темноте идет обратным путем. Изобретатель смог с помощью своего элемента получить электрическое напряжение в 0,1 вольт, а для того, чтобы получить напряжение свинцового аккумулятора, необходимо было бы соединить последовательно 20 подобных элементов.