Нужно в этой связи сказать, что в ряде стран станции на топливных элементах проектируют и строят в масштабах крупных национальных программ. Накапливается опыт экспериментальной эксплуатации. Например, на одной из таких станций отдельные блоки уже отработали более четырех лет, причем, по имеющимся данным, мощность систем, как находящихся в экспериментальной эксплуатации, так и проектируемых, быстро растет.

Теперь вернемся к проблеме получения водорода, который некоторые склонны считать топливом будущего, идущим на смену ископаемым его видам.

Электрохимическая наука давно уже знает некоторые способы получения этого продукта. Способы эти, однако, недостаточно эффективны по производительности, а также и по экономическим показателям. Установки дают мало продукции, да и обходятся они довольно дорого. Но вот появились некоторые надежды, позволяющие с известной долей оптимизма смотреть в будущее. Я имею в виду работы последних лет и успехи в исследованиях высокотемпературных твердых электролитов. На основе этих работ появилась возможность создать технологию получения дешевого и чистого водорода.

Как показывает изучение проблемы, высокотемпературные электролизеры целесообразно размещать неподалеку от атомных электростанций, которые в достаточной мере обеспечат теплом, водой и электроэнергией такие установки.

Науке известны и другие способы получения водорода. Таков, например, цикл на основе серной кислоты. Под действием тепла ее разлагают на воду, кислород и сернистый газ. Последний снова разлагают и получают серную кислоту и водород. Его отбирают, а серную кислоту опять разлагают с помощью электролиза. Циклы повторяют до тех пор, пока не удастся отобрать весь водород.

В связи с тем что топливно-энергетическая проблема приобретает все большую остроту, перед электрохимией возникли задачи, целью которых является не только увеличение КПД действующих систем, поиск новых эффективных аккумуляторов и источников энергии. Одна из задач состоит еще и в том, чтобы с максимальной эффективностью использовать те продукты, которые являются побочными при работе основных производств. Одного примера, вероятно, будет достаточно, чтобы получить представление о том, какие могут быть пути решения этой задачи.

Выше мы упоминали хлорное производство, говорили, что это самое крупное из электрохимических производств. Но о том, что побочным продуктом этого производства является водород, тот самый водород, который может служить отменным топливом для электрохимических источников тока, вот об этом не было сказано.

Между тем есть идеи, касающиеся того, как лучше использовать водород, выделяющийся в хлорном производстве. Отбирая его, утилизируя и превращая в топливо, как показывают предварительные расчеты, мы можем получить дополнительный источник энергии, достаточный для обеспечения электричеством и теплом жилых домов заводского поселка, детских садов и больниц, предприятий бытового обслуживания и т. п.

Электростанция на топливных элементах, работающая на водороде, выделяемом хлорным производством, достаточно выгодна в условиях отдаленных районов. Она выгодна по нескольким соображениям. Во-первых, потому, что прокладка линий электропередачи, особенно дальних, дело довольно дорогое, а во-вторых, передача энергии в химическом виде значительно дешевле, чем передача электроэнергии. При этом нужно еще учесть, что КПД электрохимических установок высок, да и экологически электрохимические источники тока не представляют опасности.

Есть и другие варианты решения задачи, например, топливные батареи, работающие на отходах угольного производства.

Я говорил уже, что есть в электрохимии устоявшиеся направления, традиционные. Кроме уже упоминавшихся производств, к традиционным относятся и многие другие. Ведь в электрохимических циклах, производятся и весь фтор, и надсерная кислота, и кислородные соединения хлора, и соединения хрома с марганцем, и некоторые органические и металлорганические соединения. Электрохимическая технология лежит также в основе процессов, дающих нам медь и цинк, свинец и магний и т. д.

В связи с истощением залежей богатых цветными и благородными металлами руд перед электрохимической наукой была поставлена задача найти способы получать эти металлы из малоконцентрированных растворов. Можно считать ее решенной. И это очень важно не только для металлодобывающей промышленности, но и для решения проблем, связанных с охраной окружающей среды.

Раз уж мы коснулись этой весьма болезненной теперь темы, позволю себе несколько слов сказать о том, какие надежды можно возлагать здесь на электрохимию. Как известно, системы, вырабатывающие электрическую и тепловую энергию, несут в себе тайную или явную опасность живому миру. Уровень опасности от различных энергетических установок неодинаков, но опасность существует, хотя и предпринимаются соответствующие защитные меры. Электрохимические источники в этом смысле могут считаться исключением в той же примерно степени, как если сравнивать аккумулятор с двигателем внутреннего сгорания. Невидимые глазу, бесшумные и бездымные процессы вырабатывают источники энергии и саму энергию в наших установках. Более того, электрохимия и сама может прийти на помощь живой природе, защитить ее там, где никто не сумеет защитить. Дело в том, что вредные вещества чаще всего находятся в смеси с веществами безвредными. Электрохимическими способами можно разрушать такие соединения, извлекая из них вредоносные компоненты, либо разрушать их структуру. Такие установки уже достаточно эффективно работают в разных отраслях промышленности.

Рассказывая о прошлом, настоящем и будущем науки, в которой я многие годы работаю, говоря о прикладном ее значении, о том, как укрепилась она, как продолжает набирать силы, а набрав, двигаться по новым направлениям, считаю нужным вкратце познакомить читателя еще с одной немаловажной областью, в которую проникает электрохимия. С нею тоже связаны немалые надежды, причем достаточно обоснованные. Я имею в виду преобразование солнечной энергии в химическую или электрическую, но преобразование не через каких-то посредников, с которыми всегда связаны избыточные потери, а напрямую.

Проблема эта хотя и сложная, но, согласитесь, очень привлекательная. Добавлю, что в принципе такое прямое преобразование энергии возможно, и это можно считать доказанным, хотя практические результаты очень незначительны. Пока что коэффициент преобразования всего лишь 1—3 процента. Но ведь все-таки получилось!

С помощью электрохимического процесса, используя энергию не ископаемого топлива, а солнца, можно, оказывается, получать водород и кислород. Понятно, говорить о какой-либо экономической эффективности преждевременно. В этом смысле более уместным было бы говорить об отрицательном экономическом эффекте. Но разве мало примеров знает история развития науки, когда еще менее значительные на первых порах результаты давали затем могучий импульс движению человеческой мысли. Отрицательный результат полезен тем, что предупреждает последующих исследователей не ходить этим путем, а искать новый. В нашем случае получен хотя и скромный, но все же положительный результат. Значит, нужно двигаться дальше.

Задача теперь — отыскать новые электроды, а точнее, материал для них, но такой, чтобы был он недефицитен, дешев, обладал бы достаточной коррозионной стойкостью и наилучшей для солнечной радиации спектральной областью поглощения. Как видите, задача в известной степени определилась, а это вселяет надежду, что со временем удастся ее решить. Кстати, поиски материалов, обладающих оптимальными характеристиками в условиях различных технологических процессов, и приготовленные из них электроды — центральная проблема во всей электрохимической технологии.

Размышляя о путях развития как теоретической, так и прикладной электрохимии, о тех жгучих проблемах, которые ставит жизнь, нельзя не подумать о том, как велики еще резервы и возможности. Нельзя не подумать и о том, что не всегда еще прикладная электрохимия идет путем, который освещается прожектором теоретической науки, а потому путь этот становится в иных случаях непозволительно долгим.