Новости энергетики

Аппарат eVTOL (electric vertical take-off and landing — с англ. «электрический аппарат вертикального взлета и посадки») отличается от аналогов компоновкой. Три электродвигателя с пропеллерами находятся слева, справа и сзади от пассажира. Разработчики подобрали такое расположение пропеллеров, что машина летит с минимальными затратами энергии. Такая компоновка обеспечивает аппарату высокие эффективность, маневренность и шумоподавление (звуковые волны от двигателей частично гасят друг друга).

Мощность обеспечена силовой установкой с большой тягой относительно веса машины. Аппарат оснащен системой безопасной работы в условиях турбулентности. За счет особой формы корпуса и расположения пропеллеров инженерам удалось достичь того, что аппарат разрезает воздух с минимальным сопротивлением, словно гоночный автомобиль.

Аппарат совершил первый демонстрационный полет в Ханчжоу с манекеном на борту. Пока управление машиной осуществляется с земли. По словам создателей, их разработка может пригодиться для спасательных работ, пограничного контроля, технического обслуживания электрооборудования и небоскребов.

Новая технология предназначена для печати магнитов популярных химических составов — на основе сплавов неодима, диспрозия, железа и бора, самария и кобальта.

Мы подобрали новый состав металлического порошка, из которого получаются магниты, и научились правильно на него воздействовать. Это позволило тонко управлять свойствами получаемого материала.

Алексей Волегов, заведующий кафедрой магнетизма и магнитных наноматериалов Уральского федерального университета

По словам Алексея Волегова, предварительные расчеты показывают, что получившиеся магниты могут использоваться в ветрогенераторах. Специалисты предполагают, что благодаря возможности варьировать свойства можно будет обеспечивать большую электрическую выходную мощность даже при слабом ветре и медленном вращении лопастей.

Пригодится технология и электротранспорту: при помощи небольших, недорогих и при этом мощных магнитов можно будет генерировать в электродвигателе больший крутящий момент, увеличивая срок работы батареи и дольше сохраняя ее ресурс.

По словам ученых, при видимой простоте солнечные панели представляют собой сложные технические устройства, содержащие металлические включения, стекло, керамику. Механические способы переработки подходят не всегда. Специалисты предложили совместить их с термическими.

Процесс включает две стадии. На первой мы помещаем грубо измельченную панель в печь, где она при атмосферном давлении нагревается до 500–600 градусов. Это позволяет легко разделить стекло, металл и кремний. Первые два компонента мы отправляем на переработку обычными, уже известными способами, а кремний в виде мелких чешуек переходит на вторую стадию и подвергается воздействию плазмы.

Владимир Губин, заведующий кафедрой «Энергетические системы и комплексы традиционных и возобновляемых источников» Севастопольского государственного университета

В Севастопольском государственном университете исследуют использование плазмы постоянного тока для переработки батарей, а в Томском политехе — переменного. По словам Владимира Губина, плазма разрушает структуру кремния, и он превращается в похожий на сажу порошок, содержащий примеси.

В дальнейшем уже известными методами можно выделить из порошка полезные соединения — например, карбиды кремния и бориды вольфрама. Эти вещества отличаются высокими твердостью, прочностью и температурой плавления, поэтому могут быть полезны в космической отрасли и атомной энергетике. Так, в перспективе из них предлагают изготавливать контейнеры для хранения отработанного ядерного топлива и оболочку для тепловыделяющих элементов, которая, в отличие от распространенной циркониевой, не будет реагировать с водой с образованием взрывоопасного водорода.

Когда натрийионный аккумулятор достигает критических уровней заряда, скопления натрия, образующиеся в аноде твердого углерода, снижают температуру начала саморазогрева батареи. Поэтому тепловой разгон происходит гораздо раньше, чем в литийионных батареях. Китайские специалисты считают, что замена жидких электролитов на твердые может снизить риск перегрева и других критических эффектов.

Исследования проводились с помощью методики анализа ядерного магнитного резонанса, основанной на эффекте поглощения энергии веществом во внешнем магнитном поле. Эта технология применяется при изучении состава, структуры и свойств различных материалов.

По результатам исследования опубликована статья в международном научном журнале Energy & Environmental Science.

Дисульфид рения имеет ряд уникальных свойств, например, анизотропные, то есть его характеристики зависят от направления и особенностей среды: электропроводимость может быть разной вдоль различных осей кристалла этого вещества. ReS2 очень прочен, а также эффективен как катализатор, уточнили исследователи.

Дисульфид рения обладает каталитической активностью в различных процессах, в том числе в процессе риформинга нефти. Материалы на его основе могут быть использованы в разработке аккумуляторных батарей, а именно — в качестве перспективных материалов для анодов литийионных аккумуляторов за счет наличия пористой слоистой структуры и высокой проводимости.

Михаил Кобрин, преподаватель кафедры неорганической химии имени А. Н. Реформатского МИРЭА

Специалист дополнил, что дисульфид целесообразно использовать в конструкциях солнечных батарей, тогда они будут поглощать значительно больше видимого света, чем аналоги из кремния или германия.

Результаты исследования опубликованы в научном рецензируемом журнале Fine Chemical Technologies.

Достичь этого удалось за счет принципа работы станции — исследователи представили конструкцию первой в России ГеоЭС бинарного типа. Для получения энергии на месторождениях пароводяной смеси такие электростанции используют как рабочее тело органические вещества с низкой температурой кипения. В российской разработке — это хладагент, газ, безопасный для озонового слоя и кипящий при 47 градусах. Для работы комплекса пароводяная смесь из источника должна быть той же температуры или выше.

Аналогичные станции, но с непосредственным использованием пара/воды без рабочего тела, на Камчатке и Курильских островах могут работать только при температуре источника свыше 100 градусов. Поэтому за счет новых ГеоЭС бинарного типа возможно расширить географию их применения для электро- и теплоснабжения на север, уточнили специалисты.

Опытный образец находится на территории кампуса Томского политехнического университета. Проведены первые запуски с использованием физической модели геотермальной скважины. Флюид (кипящая вода) под давлением поднимается из скважины, через теплообменник передает тепло хладагенту, а тот, закипая, направляет энергию винтовому детандеру (устройству, преобразующему внутреннюю энергию газа в механическую), на валу которого установлен генератор.

Новым компонентом каталитического крекинга нефти стала сверхкритическая вода: чтобы ее получить, нужно сжать обычную воду под давлением и довести ее температуру до 374 градусов. Тогда она разбавляет нефтяные остатки, делает их менее вязкими, замедляет процессы формирования крупных молекул и становится универсальным растворителем.

В нефтепродуктах содержатся так называемые полярные и неполярные вещества. Для их эффективного растворения необходимы, соответственно, полярные и неполярные растворители. Вода в процессе перехода в сверхкритическое состояние начинает сочетать в себе оба этих свойства: из полярного растворителя становится неполярным.

Хава Нальгиева, младший научный сотрудник Института химии нефти СО РАН

Исследователь отметила, что таким образом достигается более глубокая степень переработки нефтяных фракций и получение большего количества бензина, керосина, компонентов дизельного топлива.

Ученые усилили полученный эффект с помощью ацетилацетоната железа. В процессе переработки в сверхкритической воде он превращается в активные оксиды, которые дополнительно ускоряют химические реакции. Итоговый результат двух нововведений — десятикратное увеличение выхода полезного продукта из тяжелых нефтяных остатков.