Вільям Жако
Переклад з англійської: Мануйлов А.Г.
Шматок Каннель горить на решітці. Що відбувається? Повітря всмоктується під решітку і піднімається. Його кисень з'єднується з вугіллям для виробництва вуглекислого газу, який разом з інертним азотом повітря і димом, піднімається в димохід. Ця роль, яку відіграють матеріалу. Як щодо сили? Хімічне об'єднання кисню з вуглецем звільняє накопичену в вугіллі енергію, і ця енергія повинна проявити себе в деякому роді, і вона проявляється у вигляді тепла. Це історія згоряння.
Сидячи перед відкритим вогнем, я часто мріяв про перетворення накопиченої енергії вугілля в ту чи іншу форму енергії ще більш корисну для людини, ніж тепло. Ми знаємо, що, по крайней мере, теоретично всі сили природи взаємопов'язані, чому потенційна енергія вугілля не може бути перетворена в електрику замість тепла? Чи не може вся енергія вугілля, можливо залучена і виконувати механічну роботу, ця робота буде більш ніж дорівнює денному праці людини. У великих вугільних родовищах, які розподілені по поверхні землі, природа запаслася енергозбереження здатними замінити працю людини на тисячі років.
При наявності електрики, ми можемо легко виробляти тепло або світло, або механічний рух, або хімічні сили, але саме електрику до цих пір проводиться тільки за допомогою складного механізму і великої кількості відходів.
Електрика сьогодні створюється генератором, який працює від пари, а пара з води отримують з тепла спалюваного вугілля. Але це довгий і обхідний процес, з великими втратами на кожному кроці. Велика частина енергії згоряння йде в трубу у вигляді тепла або диму; велика частина тепла втрачається в киплячій воді, велика частина дорогою сили пара витрачається даремно при протіканні через двигун; велика частина потужності двигуна витрачається на тертя.
Недавні тести, зроблені комітетом національної асоціації електричного освітлення, показують, що середня продуктивність відходів 97,4% і використовує як електрику тільки 2,6% енергії від теоретично одержуваної з вугілля.
Тому ставиться питання про прямому перетворенні енергії вугілля в електрику, щоб покінчити з паровими генераторами, можливо, навіть покінчити зі спалюванням.
Безліч експериментів було зроблено. У колишні часи моїм завданням було просто покінчити з генератором і парою. Були проведені експерименти з різними видами термоелемента, але незабаром стало очевидно, що неможливо конвертувати більше невеликого відсотка енергії вугілля в електричну енергію таким чином. Генерація електричного струму почерговим нагріванням і охолодженням магнітних сердечників котушок не дала обіцяного ефективного результату. Я намагався здійснити виробництво блискавки шляхом розкладання крапель пара испаренной води. Хоча мені вдалося створити мініатюрну грозу, кількості електрики, одержуваного при цьому, майже немає для будь-якого комерційного використання. За частки секунди блискавка виділяє колосальну енергію, але її тривалість таке коротке, що навіть якщо б вона могла бути використана, то не змогла б виконати великої кількості роботи. Багато інших експериментів, дуже цікаві з чисто наукової точки зору, були проведені, але від більшості з них не було отримано економічної віддачі, що виключає їх будь-яке промислове використання.
Одкровення прийшло до мене несподівано. Що якщо кисень повітря можна було б об'єднати з вугіллям в таких обставинах, щоб виробництво тепла можна було б запобігти, і в той же час забезпечити електропровідність. Тоді енергія вугілля і кисню обов'язково буде перетворена в електрику, а не в тепло. Потрібно створити такі умови, щоб перетворення енергії вугілля в електроенергію було найбільш енергетично вигідно. При належних умовах потенційна енергія вугілля швидше перейде електроенергію, ніж в тепло.
Це призвело до експериментів, в яких вугілля був занурений в рідину так, щоб кисень повітря не прямо не взаємодіяв з вугіллям і той не згорав. Крім того, потрібно підібрати таку рідину, яка могла б тимчасово розчинити кисень повітря і виводити вуглекислий газ. Вуглець з'єднуючись з киснем виділятиме енергію, тому рідина повинна також добре проводити електричний струм.
Я відкрив щось що, по моєму, є новим фактом або принципом досі не відомого природознавства. які, сподіваюся, може бути настільки ж цінний для чистої науки, як мій винахід обіцяє бути цінним для практичних застосувань.
Грубо кажучи, мій винахід полягає у виробленні електроенергії, викликаної об'єднанням кисню повітря і вуглецю вугілля під шаром підходящої рідини.
Винахід являє собою процес, це не машина. Процес може вестися з дуже простої апаратурою. Рання форма апарату представляла собою горнило з платини розміру і форми чашки кави, частково заповнений поташом, доведеним до рідкого стану шляхом нагрівання на газовій плиті. У калійний розплав був опущений шматочок коксового горішка кріплені на платинової дроті. У розплавлений поташ повітря подавався за допомогою платинової трубки, товщиною з соломинку. Дріт, на яку кріпився кокс, давала негативний полюс, а другий провід, який додається до чашки, давав позитивний полюс. Кінці проводів були прикріплені до маленького електродвигуна. Я виявив, що при подачі повітря двигун починає обертатися, при припиненні подачі - зупиняється. В цю хвилину я отримав генератор електричного струму в кілька ампер. Електрорушійна сила була трохи більше, одного вольта.
Те, що було отримано електричний струм за рахунок хімічної сполуки кисню повітря з коксом (вуглецем), не може бути ніяких сумнівів. Кількісні тести показали, що кисень був узятий з повітря, що вуглець був витрачений, що вугільна кислота була сформована. Це явище не було викликане термоелектродвіжущей силою, чому свідчить той факт, що, коли всі частини апарату були нагріті до однакової температури максимуму, були отримані максимальна електрорушійна сила і струм. Наступні експерименти з набагато більшим апаратом не тільки підтвердили ці результати, а й показали, що при належних умовах електрична енергія отримана таким чином дорівнює потенційної енергії вуглецю витрачається всередині судини.
Винахід було зроблено. Електрика було отримано безпосередньо з вуглецю. Чи буде це працювати в більшому масштабі? Платина є більш дорогим металом, ніж навіть золото, і, отже, необхідно шукати інші більш дешеві матеріали. Залізний катод був випробуваний, але ефект був низький.
Ємності з міді, свинцю, цинку, олова, алюмінію, нікелю, магнію були корродировать. Золото і срібло показали хороші результати, але поступалися платині. Знову і знову були повторені досліди. Не було видимої причини, чому залізо не повинно працювати.
Нарешті, причина була знайдена. Більшість зразків заліза мали жирну поверхню, яка при нагріванні перетворюється в вуглець, тому залізо має тенденцію до самостійного впливу з вуглецем. Якщо правильно очистити залізна посудина, то виходив результат такий же хороший як і від платини.
Вирішення цієї проблеми дозволило використовувати все більш великі ємності і отримувати більш високу силу струму.