Статьи

«Бакенбарды» сократят расход топлива в автомобиле на 30%

21 января 2016 г.

Научным коллективом лаборатории «Накопители электрической энергии» НИТУ «МИСиС» разработаны материалы для электродов суперконденсаторов – устройств для преобразования энергии торможения гибридных автомобилей, позволяющее улучшить их экологические параметры и сократить потребление топлива на 30%. Возглавляют исследования руководитель лаборатории Владимир Туманов и профессор Михаил Астахов, заведующий кафедрой физической химии университета.

Основным элементом суперконденсатора, накопителя электроэнергии, стал полученный научным коллективом наноуглеродный материал с уникальной развитой структурой поверхности, обладающей максимальной площадью на единицу объема. На научном сленге такая структура называется «вискерсы» или «бакенбарды».

Этот углеродный материал из органического волокна имеет уникальные свойства – высокую проводимость тока, повышенную удельную энергоемкость – до 8 Фарад/кв. см – и низкую себестоимость производства, что весьма важно в промышленных инновациях. По совокупным качествам новый материал успешно конкурирует с графеном и нанотрубками, и в разы превосходит их по дешевизне: грамм графена стоит около 1000$, килограмм углеродных «вискерсов» – 20$. В отличие от двухмерного графена, «бакенбарды» являются трехмерными наноструктурами с заданным распределением пор (3D), что обеспечивает уникальную «ёмкость» и «компактность» материала.

Новый материал обеспечивает более эффективное хранение и накопление электроэнергии торможения в электрических или гибридных автомобилей с последующим её использованием при разгоне. Этот материал может использоваться в стационарной энергетике, импульсной технике, и даже в медицине – для электрокардиостимуляторов, томографов и рентгеновских аппаратов.

Подобный материал, но с существенно более низкими характеристиками по удельной ёмкости был испытан на нескольких вариантах Ё-мобиля, а в августе 2015 г в накопителях энергии для городских гибридных автобусов общим напряжением около 900 В. Эффективность работы рекуператоров подтверждены реальными ходовыми испытаниями. При использовании нового материала габариты и стоимость рекуператоров снизятся на 30%.

В 2017 году сотрудники кафедры планируют перейти к экспериментальному производству разработанных материалов для их проверки в накопителях электрической энергии уже промышленного производства.

«В настоящее времяразвитие альтернативной энергетики в России приобретает большое значение, поэтому созданная учеными НИТУ «МИСиС» новая технология имеет высокие перспективы. Она позволяет производить дешевый материал для суперконденсатора из отечественного углеродного сырья, создавать узлы двигателя, существенно оптимизирующие его экономичность, а также решает проблему снижения вредных выбросов в атмосферу», – отметила ректор НИТУ «МИСиС» Алевтина Черникова.

Исследования материалов для химических источников тока начались на кафедре физической химии НИТУ «МИСиС» еще в 2011 году, когда разработчики Ё-мобиля обратились к ученым с предложением по разработке суперконденсаторов для системы рекуперации энергии гибридных автомобилей. Одной из проблем, с которой столкнулись при разработке отечественного гибридного автомобиля, оказалась высокая стоимость суперконденсаторов зарубежного производства, а также сложность и высокая трудоёмкость сборки узлов.

По словам руководителя проекта Владимира Туманова,«нашей командой была предложена принципиально новая идеология конструкции и технология сборки модулей суперконденсаторов, благодаря которым трудоёмкость изготовления накопителей была снижена почти на порядок. На кафедре физической химии НИТУ «МИСиС», под руководством Михаила Астахова одновременно была предложена не менее оригинальная технология получения электродных материалов из органических волокон. В совокупности эти две идеи позволяют в перспективе снизить себестоимость изготовления накопителя энергии для автомобиля почти в 3 раза».

Предлагаемые накопители будут успешно применяться в различных отраслях техники: экологически чистом личном и городском транспорте, метро, грузоподъёмной строительной технике, лифтах, системах бесперебойного питания и регулирования качества энергии, а также в импульсной и медицинской технике. Новые суперконденсаторы способны работать в условиях критически низких температур и повышенной влажности – за Полярным кругом, в высокогорных районах и тропических широтах, а также в космосе.

Справка о НИТУ «МИСиС»

НИТУ «МИСиС»– это один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ «МИСиС» также представляет собой полноценный научный центр. В 2015 году университет вошел в рейтинг лучших университетов мира THE World University Rankings и укрепил свои позиции в образовательном рейтинге QS World University Rankings. В 2015 НИТУ «МИСиС» показал лучшую  динамику среди российских вузов в топ-100 QS стран BRICS.

Стратегическая цель МИСиС к 2020 году стать глобальным лидером по направлениям специализации:  материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно укрепить свои позиции в сфере биоматериалов, нано- и ИТ-технологий. В состав университета входит 9 институтов, 4 филиала – три в России и один за рубежом. В НИТУ «МИСиС» обучаются более 15000 студентов. В лабораториях и научно-технических центрах университета работают ученые мирового уровня. Университет успешно реализует совместные проекты с крупнейшими российскими и зарубежными высокотехнологичными компаниями.




Новости

В PT ICS добавлен пакет экспертизы по выявлению кибератак на АСУ ТП на базе «Альфа платформы»
18 июня 2024г.

Новый пакет экспертизы содержит правила для выявления внутренних нарушений и атак на компоненты систем промышленной автоматизации, разработанных на базе ПО «Альфа платформа» компании «Атомик Софт». Это ПО используется в энергетике, транспортной промышленности, производстве удобрений, нефтегазовой отрасли и других сферах. Правила разработаны для системы MaxPatrol SIEM, которая входит в состав решения для защиты промышленности от киберугроз PT Industrial Cybersecurity Suite (PT ICS).

Экспертная комиссия подтвердила готовность энергоблока БН-600 Белоярской АЭС к проведению планового ремонта
10 июня 2024г.

Поддержание высокого уровня эксплуатационной безопасности систем и оборудования АЭС - важнейшая составляющая деятельности Концерна «Росэнергоатом».

МегаФон и «Газпром межрегионгаз» обсудили цифровизацию контроля за поставками газа
06 июня 2024г.

МегаФон предложит технические решения по передаче данных на общефедеральном уровне для нужд «Газпром межрегионгаз» — крупнейшего поставщика природного газа для потребителей всех категорий. Проект направлен на реализацию федеральной программы цифровизации поставок газа, внедрение систем телеметрии и «умных счетчиков» на территории страны.

Все новости

Логин:
Пароль:
Регистрация
Забыли пароль?

Телеграмм канал Все регионы


Объявления

28.04.2024г.
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения и новую: целые барабаны, бухты, неликвиды, остатки на барабанах, невостребованный, ТМЦ. Крупный опт. Оплата: наличный и б/н расчет. Наш вывоз из любого региона России ...
22.04.2024г.
Испытания газотурбинных двигателей

Кингисеппский машиностроительный завод

Военно-промышленный холдинг «Кингисеппский машиностроительный завод» проводит испытания промышленных газотурбинных двигателей мощностью до 8 МВт. Испытания могут проводиться как на жидком, так и газообразном топливе на двух стендах спроектированным и ...
21.04.2024г.
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения
Покупаю кабельно-проводниковую продукцию с хранения и новую: целые барабаны, бухты, неликвиды, остатки на барабанах, невостребованный, ТМЦ. Крупный опт. Оплата: наличный и б/н расчет. Наш вывоз из любого региона России ...
Все объявления