khimie.ru

Топливные элементы добрались до Луны в июле 1969 года. Теперь, 15 лет спустя, это событие уже кажется далекой историей. В литературе о нем много писали, но меньше всего о топливных элементах, исправно и честно послуживших космическому делу. Оно и понятно: слова «топливный элемент» были тогда людям совершенно незнакомы.

А ведь рассказать было о чем. Например, о том, что космонавты на Луне пили воду, которую им поставляли водородно-кислородные топливные элементы.

Да, они не только снабжали космические экипажи электроэнергией, но и буквально поили их. И в этом был большой резон.

При работе водородно-кислородного топливного элемента (мы уже не раз упоминали это) в качестве продукта реакции выделяется вода − вещество, дешевое на Земле, но не в космосе.

Ежедневно космонавту требуется примерно от 4 до 13 литров воды − в зависимости от условий и срока полета. Эту потребность могут обеспечить водородно-кислородные топливные элементы, так как в них при выработке киловатт-часа электроэнергии в качестве побочного продутга выделяется 0,35-0,45 литра чистейшей воды.

Нетрудно подсчитать, что при месячном полете космического экипажа экономия массы корабля за счет запасов воды будет исчисляться тоннами.

Вода образуется в топливных элементах на водородном электроде. Как ее удалить, одновременно сохранив для нужд космонавтов,− конструкторы поломал над этим голову. Был разработан оригинальный подход, существенно отличающийся от варианта отвода воды в элементах с пластмассовой мембраной.

Было решено удалять воду потоком циркулирующего газообразного топлива − водорода. Одновременно водород выполнял и роль теплоносителя, охлаждая батарею.

Дело обстояло таким образом. Водород, выйдя из батареи топливных элементов, проходил через промежуточный теплообменник и конденсатор. При этом большая часть водяного пара конденсировалась, и вода направлялась в сепаратор, где центробежный насос отделял ее от-газа. Затем очищенная вода поступала в систему хране­ния, где ею могли пользоваться космонавты. Водород же вновь возращался в батарею для повторения цикла.

Астронавты Армстронг, Олдрин и Коллинз пили воду, которая синтезировалась в топливных элементах корабля «Аполлон». В отсеке «Аполлона-11» космонавты могли брать воду из трех кранов, в лунной кабине из одного.

Правда, на первых порах американские астронавты испытывали некоторое неудобство. Вода напоминала газировку: только вместо углекислого газа она была насыщена водородом. Это вызывало необычные и малоприятные ощущения.

Причина этого явления проста. Ведь вода (мы это уже отмечали) выделяется − испаряется − с той стороны, где происходит подача в элемент водорода. Естественно, пары воды смешивались с газообразным водородом.

Но в дальнейшем удалось получить воду без растворенного в ней водорода. Для улавливания в питьевой воде пузырьков газа на краны надевались специальные фильтры…