Новости энергетики

Система Super e-platform объединила инновационные аккумуляторы и специальные силовые компоненты. Используемые элементы питания могут принимать зарядный ток, который десятикратно превышает их емкость. Для системы инженеры создали высоковольтные силовые чипы на основе карбида кремния. Благодаря им зарядные комплексы могут подавать мощность до 1000 киловатт при напряжении 1000 вольт. Для сравнения, передовые действующие станции работают с напряжением 400 вольт и выдают 250 киловатт.

Таким образом ученым удалось решить главную проблему электромобилей — небольшой запас хода при длительном времени зарядки. Даже самые современные системы требуют около 15 минут, чтобы обеспечить машину энергией на 320 километров пути. Ситуацию осложняет неразвитая сеть зарядных станций.

В перспективе разработчики намерены закрыть вопрос нехватки зарядных станций на территории Китая — там планируют установить более 4000 пунктов сверхбыстрой зарядки. Правда, пока ими смогут воспользоваться лишь владельцы автомобилей Han L и Tang L. Аналитики опасаются, что массовое внедрение оборудования со столь высоким напряжением может сильно увеличить нагрузку на электросети.

Метод оценивает значения ударного тока — максимального тока, который возникает при коротком замыкании: он может превышать нормальный в 5–15 раз. Обычно эти значения оценивают с помощью графико-аналитического метода. Он основан на усредненных данных и предполагает, что пики тока возникают одновременно, хотя на деле это происходит со сдвигом до 0,01 секунды в разных фазах генератора.

Новая методика учитывает временные сдвиги, позволяет избежать неточностей и измерять пики сразу после короткого замыкания, а не позже, как при классическом способе. Она основана на анализе переходных процессов, которые наблюдают в сети при ее испытаниях на короткое замыкание.

Эксперименты показали, что ударный ток, рассчитанный по пермской методике, может быть почти вдвое больше, чем при использовании стандартных подходов. Например, для синхронного турбогенератора, который используют на электростанциях, ударный ток, определенный старым методом, составил 714,8 ампера, а новым — 1254,26 ампера.

Новый способ позволит точнее оценить максимальное воздействие ударного тока на генератор и учитывать это для поддержания безопасной работы современных мощных энергосистем.

Как ученые рассказали «Энергии+», они сумели отказаться от традиционной многоэтапной подготовки каталитических систем: синтеза, нанесения на подложку, активации и других процессов. Вместо этого их заставили «самостоятельно» реорганизоваться — прямо в реакторе при контакте с перерабатываемыми отходами.

Технически разработка представляет собой реактор с расположенным в нем предшественником катализатора — металл или сплав на основе никеля. В реактор подается газообразная смесь хлорорганических отходов, разбавленная аргоном и водородом, которые нужны для каталитического разложения. При нагреве до 600 градусов смесь взаимодействует с предшественником — и образуется активная форма катализатора, на которой формируются углеродные нановолокна.

Арина Потылицына, младший научный сотрудник отдела материаловедения и функциональных материалов Института катализа РАН

Полученные нановолокна можно использовать в качестве компонента адсорбента или полимерных композитных материалов.

По словам Арины Потылицыной, предварительная подготовка и нанесение катализаторов обычно занимает примерно сутки. Однако разработанный подход позволил исключить эту стадию, ускорив переработку отходов. При переходе на промышленные масштабы экономия времени станет заметнее и может достигать нескольких дней.

«Кольчуга» — специальный внешний слой, который защищает изоляционное покрытие трубы от механических повреждений во время прокладки, ремонта и использования трубопроводов. До его создания и внедрения, как правило, применяли смесь бетона с полимерами. Такая защита делала трубу толще и тяжелее — бурение тоннеля для ее укладки требовало больших усилий и более тяжелой техники.

В основе «Кольчуги» — стеклотермопластик. Этот материал не влияет на размер трубы и незначительно увеличивает ее массу. Трубы с таким покрытием можно укладывать по технологии direct pipe: бур крепится на самой трубе, и она одновременно пробивает грунт и устанавливается на нужное место.

Как сообщает компания «Северсталь», в которую входит завод, первый заказ предполагает производство четырех тысяч тонн труб с новым покрытием.

В структуре минерала атомы циркония находятся в центре октаэдров (многогранников с восемью гранями) так, что два соседних октаэдра объединены общим ребром. К ним присоединяются тетраэдры, образованные кремнием и кислородом. В результате получается микропористый каркас, в порах которого располагаются атомы натрия.

Тарас Паникоровский, заведующий лабораторией природоподобных технологий и безопасности Арктики Кольского научного центра РАН

Также в новом минерале легко мигрируют ионы натрия: они подвижны, их возможно заменять заряженными частицами других металлов в зависимости от целей. Несмотря на сложность структуры, ее можно успешно воспроизвести — создать синтетический аналог бруновскита.

За счет своих свойств, отмечает Тарас Паникоровский, бруновскит может найти широкое применение в энергетике и нефтегазохимии. Микропористый каркас и подвижность частиц натрия делают минерал хорошей основой для катализаторов, если натрий заменить на активный металл. Бруновскит потенциально способен хорошо очищать газы от соединений серы, может быть использован в качестве материала для катодов натрийионных аккумуляторов.

Специалисты изучили вулканический пепел, который превратился в особую глинистую породу — тонштейн — в пласте бурого угля Харанского месторождения Забайкальского края. В работе использовали масс-спектрометрию (анализ исходя из массы и заряда ионов в веществе) и нейтронно-активационный анализ (он позволяет узнать концентрацию элементов в образце, облучив его потоком нейтронов). Так ученые установили минеральный состав и другие характеристики угля и тонштейна в его составе (цвет, текстуру, размер зерен).

Ученые пришли к выводу, что вулканический пепел оказал влияние на особенности минерального и химического состава угля. Выяснилось, что тонштейн образовался из вулканического пепла, который попал в торфяное болото более 100 миллионов лет назад. Путем химических реакций пепел превратился в глину, богатую редкими химическими элементами: галлием, ниобием, гафнием, танталом. Именно с вулканическим пеплом связаны повышенные концентрации этих элементов в угле, поэтому при его сжигании, вероятно, можно будет добывать эти металлы из золы.

Ученые считают, что изученный ими тонштейн можно использовать в качестве репера —точки отсчета изменения физических свойств пород — для сопоставления с другими угленосными отложениями региона. При разведке тонштейн поможет распознавать угольный пласт с ценными химическими элементами.

Специалисты смешали 400 граммов очищенных сернисто-щелочных отходов и один килограмм аморфного трепела — это осадочная горная порода, состоящая из аморфного (лишенного кристаллической структуры) кремнезема. Их нагрели до 700 градусов. Получился ячеистый материал. Его сначала замораживали при минус 20 градусах в течение 72 часов, а затем оттаивали, поместив в камеру с температурой плюс 6 градусов. Цикл повторили несколько раз, параллельно наблюдая за характеристиками материала.

Выяснилось, что от первого цикла замораживания и оттаивания удельное сцепление, от которого зависит прочность грунта при сдвиге, упало вдвое, а потом еще на 15%. Способность грунта к сжатию тоже сначала уменьшилась вдвое, но затем возросла на 70%. Плотность техногенного грунта оказалась на 30% ниже, чем природного, — это позволит снизить нагрузку на основание дороги. Высокая способность такого грунта впитывать воду поможет быстро «высушить» нижние слои дорожного полотна.

Политехники пришли к выводу: созданный материал может обеспечить надежность дорожных насыпей с низкой прочностью, насыщенных водой. Свойства техногенного грунта схожи с природным, а способность к сжатию — выше.