Аргонавти Всесвіту - Володимир Миколайович Владко
— Чого-чого, а електрики в нас досить! Що до цього можете не турбуватися, дівчино.
Чомусь він дуже любить називати мене “дівчино”, каже, що звик так звертатися до студенток, які працювали з ним у різних експедиціях. Ну і хай, мені однаково!
Насамперед він показав мені акумуляторне відділення. Ох, як там багато цих самих акумуляторів, цілі шафи понаставлені, тільки не таких, як ми звикли, а зовсім малесеньких. Вони звуться — мініакумулятори, їх сконструювали в Інституті електропроблем всього кілька років тому. Я думаю навіть, що, коли б не було мініакумуляторів, навряд чи можна було б так здорово, дотепно і економно налагодити все наше електричне господарство. Втім, треба спочатку розказати, що це таке.
Різні акумулятори відрізняються своєю ємкістю, величиною свого електричного заряду. Це зрозуміло кожному школяреві. Але досі у вжитку були тільки незграбні великі акумулятори старого типу. Вони були дуже незручними, з мізерною ємкістю. І от, ще на початку нашого століття, радянський академік Йоффе теоретично передбачив, що можуть існувати акумулятори й іншого типу. А потім учені розробили його теорію і створили мініакумулятори.
Вони завбільшки всього з сірникову коробочку, зовсім малесенькі. А ємкість міні акумулятор а така, що він може живити своєю електрикою машину на двадцять п’ять кінських сил протягом цілих ста годин! Як саме він влаштований, я не можу розказати. Знаю тільки, що в ньому відбуваються якісь складні хімічні процеси, які й дозволяють мініакумулятору зберігати в собі такий великий електричний заряд. Ван Лун почав був пояснювати мені, але тут-таки й кинув, сказав, що це з галузі електрохімії і що для мене це не важливо. Ну й гаразд, буде час — сама розберуся.
Так-от, цілі шафи таких мініакумуляторів стоять у нас в особливому приміщенні. Щойно працюючий акумулятор розряджується, автоматичні прилади виключають його і включають свіжий. Таким чином, машини й апарати спиняються лише тоді, коли виснажиться останній мініакумулятор. А коли ж це трапиться? Адже так чи інакше, яким велетенським не був би загальний заряд усіх мініакумуляторів, все одно його не може вистачити на весь час подорожі. Значить, їх треба заряджати. А за рахунок чого? Звідки взяти потрібну для цього енергію?
Звичайно, можна було б одержувати енергію від електрогенераторів, які працюють на якомусь паливі. Але для цього потрібні і самі генератори, і паливо для них. А все це зайвий вантаж для астроплана. І отут я розповім про найвидатніший винахід, зроблений вченими Шанхайського інституту енергетичних проблем, яким керує професор Ван Лун. Цей винахід зроблений був спеціально для нашого міжпланетного корабля!
Китайські вчені розробили новий, оригінальний і абсолютно надійний засіб постійно одержувати все нову і нову енергію протягом всієї подорожі, всього перебування експедиції в міжпланетному просторі. Це прямо геніально по простоті і дотепності: ми дістаємо енергію без будь-яких витрат і зусиль, автоматично! І все це зроблено за ідеєю і під керівництвом нашого професора Ван Луна. Як я його поважаю!
Уже давно вчені мріяли про те, щоб запровадити безпосереднє перетворення променевої енергії Сонця на електрику. Саме безпосереднє, а не за допомогою якихось проміжних процесів, громіздких і незручних. Справді, було відносно легко збудувати потужне велике дзеркало, яке збирало б у фокус сонячне проміння і нагрівало ним котел з водою. Вода, перетворена на пару, могла б рухати генератор і давати електроенергію. Такі установки широко створювалися в першій половині нашого сторіччя і навіть давали деяку користь. Але вони всі були громіздкими, малопотужними — і головне, сонячна енергія в них використовувалася тільки на якихось 5–10 процентів. Мізерна кількість! І легко зрозуміти чому. Адже ж у тих установках променева енергія Сонця спочатку перетворювалася на теплову, потім на механічну, а вже по тому й на електричну.
А от коли б перетворювати променеву енергію безпосередньо в електричну, без неминучих у проміжних перетвореннях втрат, тоді й процент використання обов’язково підвищився б. Втім, як здійснити отаке безпосереднє перетворення?..
Щоправда, наука знала своєрідні речовини, які під впливом світла давали так званий фотоефект, викидали з себе електрони, отже — давали електричний струм. їх використовували вже досить давно для влаштування фотоелементів, — найбільше елемент селен. Проте такі пристрої не вирішували справи, бо вони давали ще менший коефіцієнт корисної дії, перетворювали на електричну енергію зовсім мало променевої енергії Сонця, — якихось 1–1,5 процента.
Отак було довгий час — аж доки наука не відкрила чудесні якості так званих напівпровідників. Саме вони, ці напівпровідники, які досі, здавалося, взагалі були ні до чого в електротехніці, — поклали початок нової ери у використанні променевої енергії Сонця!
Професор Ван Лун пояснив це мені так:
— Виявилося, люба Галю, що напівпровідники мають надзвичайну цінність. Чи уявляєте ви собі, що це таке взагалі? Ну от, є відомі вам провідники, найчастіше — метали. Якщо ми замкнемо батарейку від кишенькового ліхтарика мідною, наприклад, дротинкою, то тією дротинкою піде струм і нагріє її. А що буде, коли ми замкнемо ту ж батарейку дротинкою, скажімо, з скла чи гуми?
— Та нічого й не буде, — відповіла я, — Ніякий струм по ній не піде.
— Цілком вірно. Бо і скло, і гума — не провідники, а ізолятори, як і багато інших речовин, подібних до них. Але є такі речовини, які й струм проводять погано, і в ізолятори не придатні, наприклад, елементи германій, селен, кремній, закис міді й інші. Вони називаються напівпровідниками. До речі, вони мають ще одну цікаву властивість. Якщо їх заморозити, — вони стають добрими ізоляторами; а якщо, навпаки, нагріти, то вони стають такими ж добрими провідниками, як і метали.
— Та як же це може бути? — здивувалася я. — Виходить одна й та ж сама речовина може бути і ізолятором, і провідником?
— Все залежить від умов, Галю, — посміхнувся Ван Лун і почав мені пояснювати, в чому тут річ. Ну, все це дуже й дуже складно, так складно, що я не беруся тут переказати все те, що мені розповів професор Ван Лун. Тому одразу перейду до головного.
Оті самі напівпровідники, якщо їх освітлювати, теж викидають з себе електрони (яких вони мають дуже великий запас!) і дають електричний струм. Спочатку такі напівпровідникові фотоелементи перетворювали на електричну енергію тільки 10 процентів променевої сонячної (хоч і це було чимало — порівняно з первісними, селеновими). А
