Прогресс

Питьевая вода из выхлопных газов

Передвижной родник, можно сказать!

Снабжение армии в пустыне – это сложный танец тыловых служб, особенно когда речь идет о поставках двух жизненно важных жидкостей – дизельного топлива и воды.

В настоящее время американская армия, используя технологии, разработанные для космической программы, проводит эксперимент, который, возможно, превратит выхлопные трубы армейских машин в водяные фонтаны.

В октябре Hamilton Sundstrand, подразделение United Technologies Corp., предоставит военным два Humvees для трехмесячных испытаний на полигоне в окрестностях Балтимора. В грузовой отсек каждой машины встроена система, способная добывать воду из выхлопных паров двигателя, очищая до половины объема жидкости топливного бака.

"Это одна из тех вещей, которые, когда слышишь о них впервые, заставляют подумать, что ученые сошли с ума, – говорит Роберт Ледюк, президент филиала летательных аппаратов Hamilton Sundstrand, который занимается и программой конденсации воды из выхлопных газов. – Но попробовав воду, понимаешь потенциал этой идеи".

По подсчетам военных, солдату в пустыне нужно около 20 галлонов воды, и пять из них должны быть достаточно чистыми, чтобы их можно было использовать в качестве питьевой воды. Остальные 15 идут на мытье, стирку и тому подобное. Воду либо доставляют на передовую уязвимые и медленно перемещающиеся автоколонны, которые требуют охраны, либо ее берут из местных рек, озер и прудов и очищают с помощью фильтров.

Для армии доставка воды является фактором, определяющим возможность использования войск. Когда войска развернуты в поле, доставка воды и других материалов вполне может отвлечь силы 40% солдат, которые часто оказываются незащищенными в опасных ситуациях, говорит Джей Дузенбери, глава научного отдела исследовательского центра бронетанковых войск TARDEC. "Все, что может уменьшить уязвимость и высвободить солдат для боевых действий, замечательно".

Hamilton Sundstrand получила контракт стоимостью 2 млн долларов на поставку армии двух первых машин Humvees, генерирующих воду. Компанией также почти завершено заключение контракта стоимостью 1 млн долларов на мощный прибор размером с холодильник, который извлекает водяные пары из воздуха даже в пустыне. На этой неделе армия планирует продемонстрировать этот прибор в Вашингтоне на ежегодном съезде Ассоциации американской армии.

Идея превращения дизельных выхлопов в питьевую воду носится в воздухе уже некоторое время. Это развитие исследований, нацеленных на то, чтобы выжать максимум ценных ресурсов в таких сферах, как космические полеты. "Когда доставка фунта воды на космическую станцию обходится в 10 тыс. долларов, поневоле приходится проявлять творческие способности, – говорит Эд Фрэнсис, вице-президент Hamilton Sundstrand по наземным и морским системам. – Мы пытаемся взять отходы и превратить их в продукты, пригодные к новому использованию".

Побочными продуктами работы двигателей внутреннего сгорания являются углероды и вода. Ученым давно известно, что эти продукты, вместе с теплом, вылетают из выхлопной трубы в атмосферу. В лаборатории Университета Кентукки придумали способ отфильтровывать водяные пары, пригодные для использования.

Марит Джагтойен, Джефф Кимбер и покойный Фрэнк Дербишир запатентовали технологии, и д-р Джагтойен вошла в число основателей компании Lexington Carbon Co. в 1994 году. В 2001 году она установила опытный образец системы на гражданский Humvee. Затем LexCarb объединила усилия с Hamilton Sundstrand, чтобы разработать агрегат, соответствующий строгим военным стандартам.

На вид Humvees, участвующие в программе, неотличимы от других военных машин, если не считать водяного крана за правым задним колесом. Под металлическими панелями в грузовом отсеке находится система труб и фильтров, собирающих воду во время работы двигателя: галлон воды на каждые два галлона израсходованного топлива.

В процессе внутреннего сгорания содержащийся в воздухе кислород соединяется с содержащимся в топливе водородом, и в результате образуются водяной пар и выхлопные газы. Газы прогоняют через конвертор, а потом через два теплообменника, и водяной пар конденсируется в специальном баке. "В данный момент вода в лучшем случае получается серого цвета", – говорит Грег Ньюболд, генеральный менеджер армейских и морских программ Hamilton Sundstrand.

После этого вода проходит шесть этапов обработки, в каждый из которых включены угольные фильтры, разработанные LexCarb. После первых четырех фильтров она приобретает янтарный цвет, а после прохождения последних двух она становится такой же чистой, как водопроводная вода во многих городах США.

Затем система хлорирует воду, чтобы убить бактерии и микроорганизмы, после чего сливает ее в бак емкостью в пять галлонов. Теоретически бак может обеспечивать водой четырех человек в течение дня.

Системе фильтрования еще предстоит преодолеть множество препятствий, многие технологии такого рода не живут дольше этапа испытаний. Система должна стать намного дешевле, прежде чем ее можно будет широко использовать. Ее стоимость должна составлять не более 20% от цены машины.

Главной проблемой являются вес и эффективность. Система на Humvee весит чуть меньше 500 фунтов и может профильтровать от 75 до 200 галлонов воды, а затем фильтры надо менять. И, конечно, она производит воду только при работающем двигателе. Система, добывающая воду из воздуха, производит около 600 галлонов воды в день, тогда как производительность привычной машины, очищающей речную воду, 600 галлонов в час.

"Но потенциальные возможности этой технологии поражают воображение, – говорит Дузенбери. – Мы доказали, что это выполнимо, а теперь должны доказать, что система может быть практичнее".

Источник: Inopressa.ru

07.10.2005, 00:06