Нові методи добування матеріалів

1. Порошкова металургія займається створенням матеріалів, які неможливо добути методами плавки та виготовленням традиційних матеріалів за вигіднішими техніко-економічними показниками виробництва.

2. Нові методи добування композитів:

- на основі боридів металів (відновлення оксидів металів бором у вакуумі та карбідом бору);

- освоєно метод прямого синтезу силіцидів з металу та силіцію;

- освоєно безпосереднє відновлення оксидів металів силіцієм.

Значення хімії у розв'язанні сировинної проблеми

Природні ресурси

Відновні ресурси: вода, повітря, родючий грунт, рослини, тварини.

Завдання: слідкувати, щоб ці ресурси витрачались повільніше, ніж вони утворюються внаслідок природних процесів.

Невідновні ресурси: метали, газ, вугілля, нафта та інші.

Завдання: заміна, повторне використання, повторна переробка, подовження строків експлуатації.

Сировинна проблема - наслідок виснаження природних ресурсів.

Завдання хімії у розв'язанні сировинної проблеми

1) Розвідування і застосування дешевої сировини; місцевої сировини; нових видів альтернативних сировинних матеріалів. Наприклад, майже невичерпним джерелом сировини є промислові та побутові відходи.

2) Комплексне використання сировини. Наприклад, залізні руди містять мідь, цинк, ванадій, кобальт, тому необхідні технології селективного вилучення металів з руд.

3) Розробка нових ефективних методів рециркуляції сировини. Наприклад, метали використовуються у вигляді вторинної сировини (скрапу). Така утилізація металу дозволяє добувати 50% сталі, 70% срібла, 30% міді.

4) Використання відходів як сировини. Наприклад, добування металів з відвалів.

5) Подовження строків експлуатації металів.

Наприклад, створення антикорозійних покриттів та сплавів, стійких до корозії.

6) Заміна традиційних матеріалів новими.

Наприклад, стальні труби - пластиковими; кераміка - створення нового покоління двигунів.

7) «Зелена» хімія. За допомогою біотехнологій для хімічного синтезу використовувати органічні речовини рослин (найперспективніша - кукурудза) та побутові відходи, що містять целюлозу.

Значення хімії у розв'язанні енергетичної проблеми

1. Традиційні джерела енергії: вугілля, нафта, природний газ, торф, сланці, деревина.

- Хімічні методи вилучення в'язкої нафти, значна частина якої залишається в землі.

- Добування штучного рідкого палива з вугілля шляхом його гідрогенізації.

- Використання енергозберігаючих технологій.

2. Воднева енергетика: ґрунтується на спалюванні водню. Переваги: не утворюють шкідливі викиди. Проблеми: дороге добування водню, недостатньо надійні засоби його зберігання і транспортування.

3. Ядерна енергетика. Переваги: вивільняє значну кількість органічного палива (кількість енергії, що виділяється під час радіоактивного розпаду 1 г урану - 235,

еквівалентна енергії, що виділяється під час згоряння 2200 л нафти чи 2,7 т вугілля.). Проблеми: забруднення довкілля радіоактивними відходами; складності у забезпеченні безпечності у роботі ядерних реакторів.

4. Геліоенергетика: ґрунтується на перетворенні енергії Сонця. Здійснюється в різних процесах:

а) теплотехнічних (сонячне нагрівання);

б) фотоелектричних (перетворення сонячної енергії в електричну за допомогою напівпровідників);

в) фітобіологічних і фотохімічних (фотосинтез, використання фотохімічних реакцій).

Подальші успіхи геліоенергетики залежать від тих матеріалів, які запропонують хіміки для перетворення енергії.

5. Нетрадиційні джерела енергії (перспективні):

- метанове бродіння побутових відходів, гною;

- американці розробили біотехнологію добування паливного спирту з кукурудзяного крохмалю за допомогою мікроорганізмів: «крохмаль ® глюкоза → спирт». Добутий спирт додають до бензину (до 10%) і отримують газолін. Це підвищує октанове число, тому не треба додавати тетраетилсвинець, а у вихлопних газах помітно зменшується вміст шкідливих домішок.

- Вітроенергетика (ВЕС) - засновник Ю.Кондратюк (1931 р., м.Севастополь, ВЕС потужністю 100 кВт працювала 10 років).

- Гідроенергетика (морська) - перетворює енергію морського прибою.