Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

энергии. Для этого нужно только нагревать один из электродов — катод. Разогревшись, он начинает выбрасывать электроны, они слов­но испаряются с его поверхности и попадают на холодный электрод — анод. Соединим на­ружные штыри лампы проводом — и по этому проводу потечет ток. Электроны как бы возвра­щаются по внешней цепи «домой», обратно на катод.

«Испарение» электронов с нагретой метал­лической пластинки в безвоздушное простран­ство (а из лампы воздух, конечно, выка­чан) называется термоэлектронной эмиссией. И генератор-лампа назван по­этому термоэлектронным. Он в действитель­ности не так прост, как здесь рассказано: для успешной работы генератора пришлось сде­лать некоторые усовершенствования и услож­нения. Электроды делают из различных ме­таллов, например: катод — из молибдена, анод — из меди. Внутри колбы не пустота, а пары эле­мента цезия; они захватывают электроны, ко­торые вылетели с катода и почему-либо не по­пали на анод. Да и лампы, как таковой, т. е. стеклянного баллона, в термоэлектронном гене­раторе нынче нет: он теперь напоминает трубку размером с детский калейдоскоп. Трубка от­крыта с обоих концов, но стенки ее двойные, и между ними, в замкнутом пространстве, на­ходятся пары цезия. Внутренняя поверхность трубки — катод, наружная — анод. Если сквозь трубку пропускать поток горячих газов, на­пример выходящих из плазменного генератора, то катод разогревается и прибор начинает давать ток.

Существующие термоэлектронные генера­торы пока несовершенны, их к. п. д. не дости­гает и 10%. Но подсчеты показывают, что его можно довести до 65%, а ради этого стоит поработать!

Если нагревать один из электродов этой лампы, то во внешней цепи появляется ток. Все термоэлектронные генераторы рабо­тают по такому принципу.

В дело вступает химия

И плазменный, и термоэлектрический, и тер­моэлектронный генераторы, как мы теперь зна­ем, превращают тепло в электрическую энер­гию. Ну, а откуда берется тепло? От сжигания топлива. Значит, с помощью наших трех необычных генераторов мы все-таки не сразу получаем электричество из топлива. Химиче­скую энергию горючего нам приходится сперва превращать в тепло, а уж потом — в электри­чество. Нельзя ли превращать химическую энергию непосредственно в электрическую?

Оказалось, что можно.

Вам всем, наверное, хорошо знакома бата­рейка карманного фонарика. Это гальваниче­ский элемент. Главный принцип работы такого элемента — превращение химической энер­гии в электрическую. Высокий к. п. д., бес­шумность, надежность, отсутствие подвиж­ных частей — все это замечательные качества элемента. Но, подобно вашей батарейке, любой гальванический элемент, даже очень мощный, недолговечен. Отдавая химическую энергию, растворяется его катод, напряжение элемента падает, а затем исчезает совсем. Желая про­длить жизнь элемента, мы должны делать его катодную пластину очень большой и тяжелой: ведь именно в ней заключен запас топлива. Но тогда получается громоздкая, дорогая уста­новка, возвращающая нас в прошлое техники.

А если не погружать в банку элемента сразу весь запас топлива, а подавать его туда посте­пенно и там превращать его энергию в элект­ричество? Впервые мысль эта пришла русскому ученому П. Н. Яблочкову. Он поставил много опытов, но результата не добился. Топливные элементы были созданы лишь 70 лет спустя.

Ученые вспомнили о том, что электри­ческий ток, проходя через воду, легко разла­гает ее на водород и кислород. Такие опыты делают в каждой школе. Так нельзя ли сделать наоборот — заставить кислород и водород со­единяться в молекулы воды? При этом, оказы­вается, возвращается то, что мы затрачиваем на разложение воды,— электрическая энергия!

Первые топливные элементы работали на во­дороде и кислороде. Оба эти газа подавались по трубкам в ванну с едкой щелочью. Там после нескольких химических реакций получалась вода и на опущенных в ванну электродах появ­лялась разность потенциалов — электрическое напряжение. В таком элементе топливом слу­жит водород, который окисляется кислородом. В результате получаются вода и электрическая

118