Новости энергетики

Материал представляет собой композит в виде пленки, состоящей из двух веществ: поливинилиденфторида и наночастиц феррита висмута. Первое преобразует механические воздействия в электричество, второе работает как катализатор под действием света и магнитных полей.

Испытания с распространенным промышленным красителем и органическим загрязнителем — метиленовым синим — показали, что новый материал под действием ультрафиолета разложил его с эффективностью до 97%. При ультразвуковой обработке продуктивность достигла 83%. Вблизи слабого магнитного поля (как от бытовой техники) результативность разложения составила 38%.

Важная особенность нового материала — его способность собирать и накапливать энергию. В сравнении с обычным полимером при сжатии композитная пленка выдала в 1,9 раза больше электрического напряжения. Материал также способен улавливать «паразитную» энергию от электромагнитных полей проводки, которая рассеивается вокруг работающей техники. Композит преобразует ее в полезное напряжение.

При вертикальном сжатии с силой 4,4 ньютона композит с 10-процентным содержанием поливинилиденфторида и наночастиц феррита висмута достиг пикового выходного напряжения 24 вольт и плотности мощности 12 микроватт на квадратный метр. Это позволяет использовать его в качестве автономного источника энергии.

Фарид Оруджев, руководитель проекта, заведующий лабораторией Smart Materials Дагестанского государственного университета

По словам ученых, материал можно будет использовать как источник энергии для сенсоров вблизи оборудования с вибрационными нагрузками. Он перспективен для создания умных покрытий и мембран, способных очищать среду и одновременно обеспечивать самопитание встроенной электроники.

Специалисты разработали установку для утилизации натриевого теплоносителя. Ее назвали «Минерал 100/150». Она работает по технологии твердофазного окисления, позволяя превращать жидкий натрий в твердый минералоподобный продукт, напоминающий камень. Такая форма отхода подходит для безопасного захоронения. Преимущества установки — отсутствие газообразных выбросов, взрыво- и пожаробезопасность. Еще один плюс в том, что процесс состоит всего из одной стадии.

По словам разработчиков, использование подобных установок позволит безопасно выводить из эксплуатации реакторы на быстрых нейтронах, в том числе отечественные — БН-600 и БН-800, работающие в составе Белоярской АЭС.

Впервые использовать установку возможно в Казахстане: сейчас там выводят из эксплуатации БН-350 в городе Актау — первый в мире опытно-промышленный реактор на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем, запущенный в 1972 году. В реакторе находится 680 кубометров натрия. По подсчетам российских специалистов, его можно будет обезопасить за 3–4 года.

Ученые из Китайской академии наук испытали гиперзвуковой двигатель особого типа. Он работает на стандартном авиакеросине, при этом топливо в нем сгорает не плавно, а в результате коротких самоподдерживающихся минивзрывов. Ударная волна сжимается — и создается очень мощная тяга.

Эксперименты проводили в ударной трубе в Пекине, которая имитирует условия полета с высокой скоростью на высоте более 40 километров. Выяснилось, что скорость сгорания у нового двигатели — в десятки раз выше, чем у традиционных реактивных. Скорость, которую в перспективе новый двигатель сможет обеспечить судну, составила 6–16 Махов (до 19 600 километров в час).

В случае использования нового двигателя полет из Пекина в Нью-Йорк мог бы составить 1–2 часа (с учетом разгона и торможения) вместо 14 часов. В сочетании с другими видами двигателей новые могут применяться для космических запусков вместо многоступенчатых ракет и помогать экономить топливо.

Разработчики готовятся испытать двигатель в реальном полете.

Исследователи пришли к выводу, что лучше делать переднюю кромку крыла и хвостового оперения самолетов не идеально гладкими, а с микроскопическими шероховатостями. Особый рельеф, нанесенный на переднюю кромку под углом, как бы сталкивает воздушный поток в сторону от корпуса самолета — и устойчивость обтекания судна увеличивается. Чтобы добиться эффекта, неровности не должны быть хаотичными: специалисты выяснили, что лучший результат покажет рельеф из тончайших параллельно расположенных волокон, образующих ребристую поверхность. Похожий рельеф — на плавниках рыб и маховых перьях птиц.

Воздух у поверхности гладкого крыла «бурлит», как вода в кипящем чайнике. Воздушные вихри тормозят судно. На преодоление трения турбулентного потока самолеты тратят около половины своего топлива. Неровности заставляют воздух течь ровными слоями.

Неровности подойдут для нанесения только на крылья и хвостовое оперение самолета, но не на фюзеляж. Однако даже в этом случае ученые ожидают суммарное снижение сопротивления на 2–3%. Это позволит широкофюзеляжному лайнеру сэкономить 700–1000 тонн топлива.

В основе составов — железо, никель, кобальт, хром и медь. Лабораторный эксперимент показал, что катализаторы на основе таллата меди — соединения меди и талловой кислоты — обеспечивают снижение вязкости нефти в 2,6 раза. Таллат железа увеличил содержание легких углеводородов на 17%. Самым же эффективным оказался состав на основе смеси железа и никеля в соотношении 85:15: он уменьшил содержание тяжелых соединений, особенно смол, на 8%.

Наши новые катализаторы отличаются от аналогичных тем, что являются более дешевыми, доступными, легкорастворимыми в любых органических растворителях, получаются из отечественного сырья. С их использованием уже проведено восемь опытно-промысловых испытаний на месторождениях в Татарстане, Самарской области и на Кубе.

Ирек Мухаматдинов, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории методов увеличения нефтеотдачи Казанского федерального университета

Изначально катализаторы подбирали для месторождений Самарской области (Стреловского и Аксеновского). Помимо снижения вязкости за четыре месяца применения новых составов обводненность нефти — содержание в ней воды — снизилась с 99% до 30%, что упростило ее очистку и подготовку к переработке.

Суть технологии — в нейтральном выщелачивании ценных металлов. При этом ученые впервые использовали аминокислоту глицин. Ее называют молекулой жизни, так как она участвует в построении ДНК и многих жизненно важных процессах в организме. Поэтому, по словам ученых, в результате выщелачивания аккумуляторов по новому методу образуется минимум газов, требующих улавливания, а сточные воды с глицином можно использовать в качестве удобрения.

Ученым удалось извлечь 99,99% лития, 96,86% никеля, 92,35% кобальта и 90,59% марганца, причем очень быстро — всего за 15 минут. Раньше на это требовались часы, при этом реакция замедлялась из-за того, что на частицах металлов образовывалась «корка» (подобная ржавчине на железе).

Глубина скважины, в которой провели гидроразрыв, — 3469 метров, длина ее горизонтального участка — около 1200 метров. В скважину закачали 2100 кубометров воды для поддержания давления в пласте. В итоге специалистам удалось добиться коэффициента продуктивности, который превышает средние коэффициенты соседних скважин до четырех раз.

Многостадийный разрыв — одна из самых перспективных технологий для добычи нефти из сложных горных пород с помощью горизонтальных скважин. При ее использовании в скважине создают несколько последовательных гидроразрывов. Это помогает создать микротрещины в породах и усилить приток нефти в скважину.

Как сообщает пресс-служба компании «Роснефть», на промысле которой поставили рекорд, подготовка к сложному гидроразрыву заняла несколько лет. Специалисты подбирали и адаптировали наиболее эффективные методы под условия Самотлорского месторождения. Сначала провели опытно-промышленные работы по гидроразрыву из 20 стадий. Впоследствии их количество довели до 29 и, наконец, до 40.