5410
Тренды и технологии в мировой энергетике. Официальный телеграм-канал ассоциации «Глобальная энергия». Для связи: press@ge-prize.org
Гибридные оксидные суперконденсаторы с водными электролитами
Формы гибридных суперконденсаторов
👉 Гибридные суперконденсаторы отличаются не только способом хранения энергии — они также бывают разных форм и размеров, в зависимости от того, где и как они используются. Подобно тому, как форма аккумулятора смартфона отличается от формы системы хранения энергии электромобиля, гибридные суперконденсаторы также про изводятся в различных форматах для конкретных применений. Эти формы влияют на эксплуатационные характеристики, размер, долговечность и интеграцию устройства в электронные системы.
🔋 На рисунке показаны наиболее распространенные форматы: дисковые элементы, цилиндрические элементы и призматические элементы. Дисковый элемент, иногда называемый таблеткой, — это плоский, круглый и компактный формат, чаще всего используемый в исследовательских лабораториях для оценки материалов. Эти элементы выпускаются в стандартных размерах, таких как CR2032, CR2025 и CR2016, где цифры указывают на диаметр и толщину в миллиметрах. Дисковые элементы относительно просты в сборке и позволяют исследователям тестировать в небольших масштабах новые электродные материалы, электролиты и сепараторы. Хотя дисковые элементы обычно не используются в коммерческих накопителях энергии, они необходимы на ранних этапах разработки гибридных суперконденсаторов, помогая ученым определить наиболее эффективные комбинации перед масштабированием до больших, более практичных форматов.
👍 Цилиндрический элемент - одна из наиболее часто используемых форм для коммерческих суперконденсаторов и аккумуляторов. Эти элементы имеют форму трубки и построены с использованием спиральной навивки, при которой слои электродов и сепараторов плотно скручены вместе и помещены внутрь прочного и герметичного металлического корпуса. Такая структура обеспечивает высокую механическую прочность, эффективный теплоотвод и отличную масштабируемость. Популярными являются размеры 18650 (диаметр 18 мм, длина 65 мм) и 21700 (диаметр 21 мм, длина 70 мм), широко используемые в электромобилях (EV), электроинструментах и системах резервного питания. Цилиндрические гибридные суперконденсаторы ценятся за длительный срок службы, высокую плотность энергии и мощности, а также за надежную работу в жестких условиях, таких как быстрый заряд и разряд.
✊ В отличие от них, призматические элементы имеют прямоугольный, коробчатый формат, разработанный для максимально эффективного использования пространства, особенно в плоских или компактных устройствах. Эти элементы содержат стопу или слои электродов, помещенных в жесткий корпус, что позволяет создавать более компактную и модульную конструкцию по сравнению с цилиндрическими элементами. Призматические элементы идеально подходят для применений, где объемные ограничения являются критическими - например, в смартфонах, планшетах, беспилотниках и аккумуляторных модулях электромобилей. Их плоская форма позволяет инженерам создавать более тонкие накопители энергии с высокой плотностью упаковки, что обеспечивает лучшую интеграцию и сокращение неиспользуемого пространства. Однако призматические элементы часто требуют более сложных производственных процессов и повышенных механизмов безопасности из-за их плотной упаковки.
Продолжение следует
/channel/globalenergyprize/11327
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
И ещё о перспективах водорода. Потребление оного в Евросоюзе настолько стремительно растёт, что даже снижается. Объяснение простое — спад в химическом секторе (минус 12% с 2022 года), по данным ACER.
Где же, где же обещанный (в том числе некоторыми российскими восторженными экспертами) стремительный рост в энергетике и на транспорте? Неужели что-то случилось?
Ах, да. Как пишет европейский регулятор, "производство электролизного водорода увеличилось с 19 000 тонн в 2023 году до 29 000 тонн в 2024 году (+51%)". Это, конечно же потрясающий рост. Если забыть, что согласно Водородной стратегии Евросоюза "зелёного" (электролизного) водорода в 2024 году планировалось произвести 1 млн т. Получилось всего-то в 34,5 раза меньше.
Почему это важно нам? Потому что у нас присматривались к водородному направлению, планы ЕС заставляли думать, будто это всё серьёзно, а на экспорте водорода можно будет зарабатывать "100 млрд долларов".
Полагаю, эти смелые планы (то, что от них осталось) пора радикально пересмотреть.
Распространённые формы гибридных суперконденсаторов, предназначенных для различных применений
📌 дисковые элементы используются для лабораторных испытаний,
📌 цилиндрические элементы демонстрируют надежную работу в электромобилях и инструментах,
📌 призматические элементы обеспечивают эффективное использование пространства в компактной электронике.
Продолжение следует
/channel/globalenergyprize/11321
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
Британские ученые установили, что рыхлые отложения высокопористого лавового щебня, образующиеся в результате эрозии гор морского дна вдоль срединно-океанических хребтов, секвестрируют больше углерода, чем нетронутые лавы, и могут добавить значительную, недооцененную часть в долгосрочный углеродный бюджет Земли.
Но служить быстрым решением для удаления текущих выбросов не могут.
#статья
Иллюстрация механизмов и типов гибридных суперконденсаторов
👉 (a) Сочетание емкости двойного электрического слоя и псевдоемкости для эффективного хранения энергии.
(b) Асимметричная схема с использованием различных материалов для каждого электрода с целью расширения диапазона напряжений.
(c) Симметричная схема с использованием одного и того же окислительно-восстановительного материала для обоих электродов с целью обеспечения стабильности и простоты.
Продолжение следует
/channel/globalenergyprize/11313
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
Робот для инспекции кабельных туннелей
На прошедшей в Китае международной выставке EP Shanghai 2025 был представлен робот для инспекции кабельных туннелей.
Созданный на базе уже зарекомендовавшей себя платформы Morningstar от Lenovo, робот оснащен искусственным интеллектом (ИИ) для автоматизированных проверок в кабельных туннелях, на подстанциях и в опасных зонах, заменяя ручное патрулирование точным автоматизированным обнаружением неисправностей и реагированием на чрезвычайные ситуации.
Четвероногая модель Q1 обладает улучшенными характеристиками, включая грузоподъемность 15 кг, степень защиты IP67 и возможность работы при температурах от –20°C до +55°C. Имеется и шестиногая модель, обладающая повышенной устойчивостью и проходимостью.
При необходимости, робот может оснащаться роботизированной рукой с 6-ступенчатой передачей мощности и датчиком усилия/крутящего момента (полезная нагрузка 2 кг) для работы с инструментами в режиме реального времени, сбора образцов или работы с ключами во время аварийных переключений.
С помощью ИИ робот может анализировать неисправности (например, частичный разряд по тепловым картам), автоматически планировать маршруты в туннелях и составлять карты аварийных ситуаций. Совместная работа нескольких роботов синхронизирует данные для обеспечения всестороннего охвата, снижая воздействие на человека в зонах высокого напряжения.
Таким образом, использование подобных роботов в кабельных туннелях позволяет значительно повысить безопасность персонала, исключая необходимость ручных инспекций в темных, тесных и опасных подземных пространствах, где возможны накопление газов, затопление или поражение электрическим током.
🔎 Подробности
Гибридные оксидные суперконденсаторы с водными электролитами
Введение. Часть II
👉 Отличительной особенностью гибридных суперконденсаторов является способ хранения энергии. В них используются два, а не один механизм хранения энергии. Один из них основан на физическом притяжении и удержании заряженных частиц (ионов) на поверхности электрода — процесс, известный как емкость двойного электрического слоя, а другой использует быстрые химические реакции на поверхности электрода или вблизи нее, называемые псевдоемкостью. Объединяя эти два метода, гибридные суперконденсаторы могут работать более эффективно, обеспечивая более высокую плотность мощность и энергии в компактной и надежной форме.
👍 В основе этой эффективности лежат два важнейших компонента — электродные материалы и раствор электролита. Чтобы гибридный суперконденсатор работал эффективно, электродный материал должен обладать высокой проводимостью, большой площадью поверхности и способностью поддерживать быстрые и обратимые окислительно-восстановительные реакции. Для этих целей особенно хорошо подходят оксиды металлов с пористой структурой и ионами разных металлов. Одним из таких перспективных материалов является ортоферрит диспрозия (DyFeO3). Его особая перовскитная кристаллическая структура в сочетании с нанопористой морфологией обеспечивает наличие многочисленных активных центров для взаимодействия ионов и гарантирует отличную долговременную стабильность. Однако даже самые лучшие электродные материалы нуждаются в правильном электролите, позволяющем полностью раскрыть их потенциал. Электролиты — это среда, в которой происходит движение ионов в процессе заряда и разряда. Водные электролиты, такие как сульфат натрия (Na2SO4), предпочтительны из-за их безопасности, доступности и экологичности. Но есть одна проблема: электролиты на основе чистой воды имеют тенденцию к разложению при напряжении выше 1,2-1,3 вольта из-за расщепления воды, что ограничивает их энергетическую емкость. Для решения этой проблемы исследователи вводили в водный раствор небольшое количество органических добавок, таких как ацетонитрил. Эта модификация снижает активность воды, позволяя устройству работать при гораздо более высоких напряжениях (иногда даже превышающих 3 вольта) без ущерба для безопасности и экологичности.
Продолжение следует
/channel/globalenergyprize/11308
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
Написал колонку:
"Зачастую лидеры общественного мнения в России любят патетично воздеть руки к небу и задать вопрос: почему Россия до 2022 года поставляла энергоресуры на Запад, а Восток полностью игнорировала? Этот вопрос получает горячий отклик у широкой аудитории, которая соглашается: действительно, надо было везти нефть и газ в Азию, где живут миллиарды человек, которые сами по себе являются бездонным рынком. Но такой подход ошибочен.
«Миллиарды человек» – это не рынок, а потенциальный рынок. Разница огромна.
Если сегодня Китай является крупнейшим импортером нефти и газа, то это не означает, что он был таковым и вчера, и позавчера, и даже в прошлом веке. В 2001-м добыча природного газа в КНР составляла 30,3 млрд куб. м, а потребление – 27,4 млрд куб. м. Можно ли здесь найти большое пространство для поставок? Зато по итогам прошлого года эти показатели составили 248,4 млрд куб. м и 434,4 млрд куб. м соответственно. Китай стал нетто-импортером голубого топлива только в середине 2000-х.
В 2001 году эта страна добывала 3,3 млн баррелей нефти в сутки, а ее потребности составляли 4,1 млн баррелей в сутки. В 2024-м добыча увеличилась до 4,26 млн баррелей в сутки, а потребление – до 16,5 млн баррелей в сутки".
https://www.gazeta.ru/comments/expert/22085485.shtml?updated
Гибридные оксидные суперконденсаторы с водными электролитами
Введение. Часть I
🔋 Все в нашем мире работает на энергии — от смартфонов в наших карманах до электромобилей на дорогах и домов на солнечных батареях в наших районах. Но по мере роста спроса на энергию, растет и потребность в более умных, быстрых и чистых способах ее хранения. Широко распространенные традиционные аккумуляторы, хотя и являются надежными, могут медленно заряжаться и со временем деградировать. С другой стороны, суперконденсаторы заряжаются за считанные секунды и выдерживают тысячи циклов, но они часто не справляются, когда дело доходит до хранения больших объемов энергии. Эта проблема заставила ученых найти новое перспективное решение: гибридные суперконденсаторы.
👍 Гибридные суперконденсаторы — это новый класс устройств для хранения энергии, призванный объединить сильные стороны аккумуляторов и обычных суперконденсаторов. Как и суперконденсаторы, они могут отдавать энергию короткими импульсами и выдерживать множество циклов заряда-разряда. В то же время они могут хранить значительно больше энергии, что ранее было характерно только для аккумуляторов. Это делает их особенно привлекательными для таких применений, как электромобили, портативная электроника, интеллектуальные электросети и системы возобновляемой энергии, где скорость, ресурс и эффективность имеют решающее значение.
Продолжение следует
🇧🇩 Фердоус Ясмин — аспирант Лаборатории нанотехнологических исследований Физического факультета Бангладешского университета инженерии и технологий
🇧🇩 Мохасин Тарек — аспирант Лаборатории нанотехнологических исследований Физического факультета Бангладешского университета инженерии и технологий
🇧🇩 Мохаммед Абдул Басит — профессор Лаборатории нанотехнологических исследований Физического факультета Бангладешского университета инженерии и технологий
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
Рынок виртуальных электростанций (VPP) за последний год стремительно вырос, достигнув 37,5 ГВт
Что такое VPP (Virtual Power Plant)?
Виртуальная электростанция — это цифровая система, которая объединяет множество, как правило, небольших источников энергии (солнечные панели, домашние батареи, зарядки электромобилей, тепловые насосы) в единую сеть и управляет ими как одной большой электростанцией. VPP не строит новые станции — она использует то, что уже существует «на местах», и с помощью алгоритмов перераспределяет нагрузку, продаёт избытки энергии в сеть и помогает снижать пиковый спрос. Это дешевле, быстрее и экологичнее, чем традиционные расширения энергосистемы.
...
Отмечается, что продолжается распространение аккумуляторных систем хранения электроэнергии и электромобилей в системах VPP. Количество развертываний, включающих эти технологии, составляет 61% от общего числа новых VPP.
К 2027 году совокупная мощность виртуальных электростанций в Китае🇨🇳 должна превысить 20 ГВт и 50 ГВт к 2030 году.
#Китай
Африканские леса в период с 2010 по 2017 годы перестали быть поглотителями углерода и стали его источниками.
#статья
Новая солнечная батарея обеспечит круглосуточную генерацию и длительное хранение энергии
🇪🇸 Ученые из Института солнечной энергии Мадридского политехнического университета и Центра исследований энергетики, окружающей среды и технологий в Альмерии предложили новую концепцию хранения солнечной энергии – компактную термофотовольтаическую батарею, работающую при температурах свыше 1100 °C. В одном модуле они объединили сразу три функции: поглощение солнечного света, накопление тепла в расплавленном материале и последующее преобразование этого тепла в электричество. Такой формат позволяет отказаться от больших и сложных солнечных станций с расплавленными солями и сделать выработку электроэнергии не зависящей от времени суток.
☀️ Круговой КПД полного цикла «солнце → тепло → электричество» превысил 20% и в оптимальных условиях достиг 23-25%. Боковые теплопотери удалось удержать на уровне около 7%. Главным ограничением остаются радиационные потери через открытую апертуру, а также неравномерность распределения солнечного потока, из-за которой верхние зоны поглотителя перегреваются и передают часть энергии в атмосферу.
👍 Модульный принцип делает такую систему гибкой в применении: ее можно использовать как основу для высокотемпературных солнечных электростанций или как локальные накопители энергии для промышленности и удаленных районов. На следующем этапе исследователи планируют создать экспериментальный прототип высотой 0,24 м, который позволит подтвердить результаты моделирования и приблизит технологию к внедрению в реальных условиях.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
В России создана интеллектуальная карта проницаемости нефтяного пласта
🇷🇺 Ученые из Сколтеха, Томского политеха, «Газпром нефти» и Института исследований искусственного интеллекта (AIRI) разработали новый интеллектуальный метод построения детальных карт проницаемости нефтяных пластов. Технология позволяет с высокой точностью оценивать, насколько легко нефть фильтруется через породы не только вблизи скважин, но и в межскважинном пространстве – как раз там, где традиционные подходы испытывают наибольшие трудности. Метод был проверен на данных реального месторождения в Западной Сибири с глубиной продуктивных пластов порядка 2400-2600 м, температурой около 90 °C и эффективной нефтенасыщенной толщиной до 60 м.
👍 Технология успешно прошла проверку на одном из месторождений в Западной Сибири. Полученные карты точно воспроизводят значения проницаемости в скважинах, которые не использовались при вычислениях, а в межскважинном пространстве демонстрируют более богатую картину, чем традиционные методы интерполяции.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
Слова классика
— Как ни печально, но альтернативы напряжённому труду нет. Если твоя цель — сделаться незаменимым, ты должен работать дольше, быстрее и напряжённее остальных.
Теодор Рузвельт
Развертывание производства экологически чистого авиационного топлива из микробных масле: проблемы и возможности
Перспективы
👉 Переход к промышленному производству SAF на основе микробного масла требует обеспечения баланса между экономической целесообразностью и экологической устойчивостью, достигаемого посредством поэтапных стратегий использования сырья. В ближайшей перспективе приоритет должен быть отдан преобразованию на месте доступных на местном уровне промышленных побочных продуктов, таких как сырой глицерин, полученный из биодизельных установок, и вода с высоким содержанием уксусной кислоты, с упором на оптимизацию логистики для уменьшения углеродного следа. Однако долгосрочная устойчивость зависит от развития технологий преобразования лигноцеллюлозной биомассы и использования потенциала C1-газа, при этом особенно перспективным сырьем становится зеленый метанол. Решающее значение для эффективного перехода от инноваций в лабораторных условиях к крупномасштабным промышленным применениям имеют такие политические факторы, как мандат ReFuelEU для авиации (70% SAF к 2050 году) и механизмы углеродной премии, в сочетании с передовыми биотехнологиями для оптимизации штаммов и процессов.
/channel/globalenergyprize/11292
📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»
PAR для АЭС
⚛ Мы наблюдаем возрождение ядерной энергетики, но оно должно сопровождаться внедрением передовых мер безопасности. В частности, такой технологии, как пассивная авторекомбинация водорода и кислорода (PAR).
❗️ Разработка и оптимизация высокоактивных и стабильных катализаторов для рекомбинации H2/O2 имеет решающее значение для обеспечения безопасного использования H2 в замкнутых средах, например, на атомных электростанциях, в гаражах, подземных шахтах, etc. Мы исследовали, как сделать катализаторы рекомбинации водорода и кислорода более безопасными и эффективными, особенно для применения в пассивных автокаталитических рекомбинаторах (PAR) — устройствах, используемых в системах безопасности водорода.
👍 Что нам удалось сделать:
📌 улучшить обычные катализаторы Pt/Al₂O₃, добавив различное количество цинка (Zn);
📌 протестировать, как температура, размер частиц и содержание Zn влияют на производительность. Оптимальным количеством Zn оказалось 3 мас.%, что обеспечило наилучшую эффективность удаления водорода и показало наивысшую стабильность (отсутствие деградации после длительных испытаний);
📌 довести конверсию водорода внутри полнофункционального устройства PAR до 90%;
📌 показать, что улучшенный катализатор с 3% цинка надёжно работает в течение многих сотен часов, что делает его пригодным для применения в системах безопасности.
🤝 Ответы на некоторые вопросы:
1️⃣ Почему водород появляется на атомных электростанциях?
На АЭС, особенно на тех, где установлены старые типы реакторов, некоторые материалы (например, циркониевая оболочка) могут выделять газообразный водород при реакции с горячим паром — особенно в аварийных ситуациях. Водород сам по себе не вреден, но при накоплении становится взрывоопасным при концентрации выше 4%.
2️⃣ Что делает водород опасным?
Он чрезвычайно лёгкий (поднимается и скапливается под потолками), легковоспламеняющийся, взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4 до 75%. В замкнутом пространстве это может привести к взрывам — как это произошло во время аварии на Фукусимской АЭС.
3️⃣ Как системы безопасности предотвращают взрывы?
Чтобы предотвратить достижение водородом опасных уровней, атомные электростанции используют пассивные автокаталитические рекомбинаторы (PAR). Эти устройства: автоматически удаляют водород из воздуха, не требуют внешнего источника питания (важно в чрезвычайных ситуациях), преобразуют водород + кислород → безвредный водяной пар.
4️⃣ Почему важны исследования катализаторов?
Катализаторы внутри PAR должны: мгновенно срабатывать при комнатной температуре, оставаться активными в течение десятилетий, продолжать функционировать даже в жаркой, влажной или богатой кислородом среде, никогда не деактивироваться во время чрезвычайной ситуации. Потому PAR более стабильны, более эффективны и более безопасны, могут предотвратить опасное накопление водорода, обеспечивают важный уровень безопасности на АЭС.
5️⃣ Что это значит для общественности?
Благодаря таким системам взрыв водорода становится крайне маловероятным. Даже при серьёзных авариях уровень водорода остается ниже опасного порога. Современные реакторы имеют множество независимых систем безопасности, и PAR — одна из них.
📚 Тезисы из статьи «The effect of reduction temperature and Zn doping on the catalytic activity of Pt–Al2O3 catalyst for catalytic H2/O2 recombination», в число соавторов которой вошли директор Экспертно-консультационного центра водородной стратегии при Министерстве науки и технологий ЮАР и профессор Северо-Западного университета (ЮАР), член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия» Дмитрий Бессарабов и другая коллега из Российской Федерации доктор наук Алина Кожухова. Статья опубликована в журнале International Journal of Hydrogen Energy.
В Египте изучили возможность хранения СО2 в пластах нефтяного месторождения Абу-Саннан
🇪🇬 Ученые из Каирского университета изучили возможность использования выработанного нефтяного месторождения Абу-Саннан в Западной пустыне Египта в качестве подземного хранилища CO₂. Для этого они взяли один из его основных пластов Абу-Роаш и подробно оценили его структуру, геологию и свойства породы, определив, способен ли он безопасно удерживать миллиарды тонн углекислого газа на протяжении тысячелетий.
👉 Интерес к подобным объектам понятен: истощенные нефтегазовые пласты всегда считались одними из лучших кандидатов для подземного хранения CO₂. Они уже доказали свою способность удерживать флюиды в течение миллионов лет, хорошо изучены благодаря бурению и добыче. Построенная для их освоения инфраструктура (скважины, трубопроводы, площадки) во многом готова к использованию. Для Египта, активно развивающего климатическую повестку, это возможность создать эффективную и относительно недорогую систему технологического сокращения выбросов.
👍 Породы Абу-Роаш оказались на редкость подходящими для хранения газа: пористость достигает 24-28%, содержание глины – всего около 5%, а естественная трещиноватость карбонатов обеспечивает хорошую проницаемость. Это означает, что газу будет куда распределяться в объеме пласта и что закачка не потребует чрезмерных давлений. Водонасыщенность около 40% также говорит о том, что пласт частично освобожден после многолетней добычи и может принять значительные объемы CO₂. Не менее важно и то, что над пластом располагается мощная толща плотных пород – природная изолирующая «крышка». Она предотвращает миграцию газов вверх и делает систему устойчивой в масштабах геологического времени. Без такого надежного перекрытия говорить о безопасном подземном хранилище было бы невозможно.
💪 Объединив структурные данные и петрофизические расчеты, исследователи построили детальную трехмерную геологическую модель пласта. Получилось, что Абу-Роаш способен безопасно вместить примерно 72,6 миллиарда тонн CO₂ – величину, сопоставимую с десятилетиями промышленных выбросов целых регионов. Что делает этот пласт одним из самых перспективных объектов для крупного проекта по углеродному хранению в Египте.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
♨️ «Серро Прието» (Cerro Prieto) — геотермальная станция в Мексике, входящая в число крупнейших геоТЭС на планете. Предприятие, введённое в строй в 1973 году, названо по имени вулканического поля, ресурсы которого и осваивает.
📸 Источники снимков: ResearchGate, Think Geoenergy
Минутка ликбеза
👍 Подземная газификация представляет собой превращение угля в горючий газ прямо в недрах земли: через скважины в пласт подают кислород и пар, инициируют высокотемпературное горение, а полученный газ поднимают на поверхность. Вода играет в этом процессе двойную роль. С одной стороны, она является необходимым реагентом для реакций, ведущих к образованию водорода. С другой – ее избыточный приток из водоносных горизонтов способен охладить реакционную зону, ухудшить состав газа, повысить выбросы CO₂ и даже привести к остановке процесса. До сих пор не существовало единой системы, которая объединяла бы прогнозирование водопритока, оценку рисков и оперативное управление процессом в реальном времени. Теперь она, похоже, есть.
⚡️ «Ван Эк» (Van Eck) — работающая на угле ТЭЦ в столице Намибии Виндхуке. Открыта в 1972 году, и с тех пор её 105-метровые трубы — одна из которых, как считается, из-за ошибок при строительстве постепенно отклоняется от вертикали — можно заметить, ещё только подъезжая к городу.
📸 Источники снимков: Namibweb.com, Wikimedia
Турецкие инженеры создали точную тепловую модель аккумулятора для спутников
🇹🇷 Исследователи из Университета Сакарья и Университета Дюздже совместно со специалистами Научно-технического исследовательского совета Турции подробно изучили, как литий-ионный аккумулятор ведет себя в условиях, характерных для низкой околоземной орбиты. Для спутников это принципиально важно: батарея должна оставаться в безопасном температурном диапазоне как на ярком солнце, так и в холодной тени Земли. В вакууме тепло уходит крайне медленно, а перепады внешней температуры легко приводят к переохлаждению ячеек и ускоренной деградации электроники. Поэтому уже на этапе проектирования необходимо создать цифровую модель, способную заранее просчитать тепловой режим батареи при любых сценариях полета.
🤔Чтобы создать такую модель, ученые провели тепловакуумный балансный тест – эксперимент, максимально приближенный к условиям космоса. В термовакуумную камеру, где можно задать давление, близкое к космическому вакууму, и температуру от –10 до +40 °C, поместили полноразмерный макет батареи, изготовленный из тех же материалов и по той же конструкции, что и будущий полетный образец. Нагреватели имитировали работу электроники, а 27 термодатчиков фиксировали температуру всех ключевых частей – от платы управления до самих аккумуляторных ячеек.
👉 Собранные данные легли в основу узловой тепловой модели – метода, при котором сложную конструкцию разбивают на несколько зон, внутри которых температура считается равномерной. Выяснилось, что при высоких температурах значительную роль начинает играть тепловое излучение – тот же физический эффект, из-за которого нагревается рука, если поднести ее к костру. Интенсивность излучения резко растет с температурой и без его учета точный прогноз становится невозможен. Поэтому модель расширили, добавив расчет излучения и влияние многослойной термоизоляции, которой покрывают спутниковые приборы.
👍 В итоге исследователи получили компактную, но очень точную математическую модель из семи узлов, способную описывать тепловую работу батареи как в штатных, так и в экстремальных условиях. Разница между расчетными и измеренными температурами сократилась до нескольких градусов, что соответствует международным стандартам теплового моделирования космических аппаратов.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
💪 По прогнозу МЭА, традиционные энергоносители и через четверть века всё ещё будут значительную роль в генерации. К 2050 году в последней по-прежнему будут преобладать нефть, газ и уголь, пусть его доля и сократится, как ожидают эксперты, вдвое.
👉 Источник
Новая ИИ-модель берет подземную газификацию угля под контроль
🇨🇳 Ученые из Китайского нефтяного университета разработали интеллектуальную систему, предназначенную для управления одним из самых чувствительных процессов при подземной газификации угля – водопритоком. Технология позволяет заранее прогнозировать объем воды, который будет поступать в подземный газогенератор, оценивать безопасность участка для газификации и подбирать оптимальный режим подачи воды для максимального выхода водорода.
👉 Проведенный в ходе исследования гидродинамический анализ позволил выявить ключевые факторы, влияющие на водоприток. Наибольшее значение имеют стадия газификации, температура в зоне реакции и перепад давления. Ученые также установили, что на начальном этапе процесса целесообразно применять плавное снижение давления в добывающей скважине, чтобы минимизировать водоприток и обеспечить стабильный розжиг.
👍 В дальнейшем исследователи планируют добавить в систему параметры экономической эффективности и сформировать крупную промышленную базу данных совместно с компаниями, которые занимаются подземной газификацией.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
Динамика выбросов СО2 в странах G20 (тонн на душу населения)
👉 На первое место за последние 34 года вышла Саудовская Аравия, но в целом состав лидеров мало изменился — это Австралия, США, Канада, Россия. Китай в силу своей населённости находится на седьмом месте, являясь при этом основным поставщиков СО2 в атмосферу.
👉 Источник
В Европе создали гидравлическую систему сжатия водорода для тяжелого транспорта
🤝 Ученые из Университета Модены и Реджо-Эмилии в Италии, Технологического университета Компьена во Франции совместно с инженерами из HYDAC Technology, Faber Industrie и Hydrogen Refueling Solutions разработали оригинальный способ сжатия водорода для заправки тяжелых транспортных средств с помощью гидравлики. Эта работа стала частью европейского проекта H2REF-DEMO, цель которого – создание более надежных и энергоэффективных водородных станций для автобусов, грузовиков и поездов.
⛽️ Расчеты показали, что такая станция способна заправить 25 кг водорода в бак объемом 1 250 литров примерно за десять минут, что соответствует требованиям к коммерческим водородным заправкам. Удельное энергопотребление составило от 1,11 до 1,54 кВт·ч на килограмм водорода, что сопоставимо с показателями лучших современных технологий. При этом температура водорода в процессе не превышала 120 °C, что гарантирует безопасность работы оборудования.
👍 Разработанная архитектура уже сейчас допускает добавление третьей ступени для работы с еще более низкими начальными давлениями. В дальнейшем возможен переход к адаптивному алгоритму переключения режимов, который также позволит повысить общую эффективность. Пока же, очевидно, исследователи готовятся к созданию физического опытного образца для проведения натурных испытаний.
📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»
Минутка ликбеза
☀️ Спрос на солнечную энергетику растет рекордными темпами: в 2024 году мировая выработка достигла 2000 ТВт·ч, что уже составляет около 7% всей электроэнергии. В первой половине 2025 года установленная мощность солнечных систем увеличилась более чем на 60%. Однако по мере роста отрасли острее встает и проблема перегрева панелей. Повышенная температура снижает их эффективность и ускоряет износ материалов. Традиционные способы охлаждения (воздушный обдув, водяные контуры, гелевые и термоэлектрические системы) требуют дополнительной энергии или сложной инфраструктуры. Российские исследователи предложили иной подход.
🧬 Как получают «живое топливо»
Сегодня многие виды биотоплива создают с помощью живых организмов — от водорослей до цианобактерий.
Рассказываем, как это работает 🔼
Другие прорывные технологии на ближайшее десятилетие собрали здесь 👈
🟠 «Энергия+» | Онлайн-журнал
Самые интересные новости телеграм-каналов. Выбор «Глобальной энергии»
Традиционная энергетика
Сырьевая игла: Добыча нефти в США достигла рекордного уровня
Neftegaz.RU: Уголь – это главный новый источник электроэнергии в США
Нефтебаза: Саудовская Аравия запустила «Джафура»
Нетрадиционная энергетика
Высокое напряжение: Накопители в дополнение к «солнцу»
Энергополе: Темпы мирового прироста ВИЭ мощностей бьют рекорды, но все еще отстают от целевых уровней Парижского соглашения
Энергия Китая 中国能源: Перовскитный солнечный элемент (широкополосный) 1,68 eV в третий раз установил мировой рекорд по фотоэлектрическому преобразованию с КПД 25,05%
Новые способы применения энергии
ЦДУ ТЭК - аналитика: Китай открывает эру зеленого водорода в угольной промышленности
Coala: Под землей и под водой: как превратить заброшенные шахты в аккумуляторы энергии
ЭнергетикУм: Solaris - первый в мире мотоцикл на солнечных батареях
Новость «Глобальной энергии»
«Глобальная энергия» принимала у себя гостей из стран АСЕАН — участников новой программы стажировок InteRussia
Китай. Сравнительная структура инвестиций в генерирующие мощности в 2012 и 2024 годах, млрд CNY (проценты)
👉 Источник
Занимательная статистика. Потребление природного газа в ЕС и Великобритании по итогам прошлого года составило порядка 394 млрд куб. м. Тот же показатель в Китае — 434,4 млрд куб. м.
"ИнфоТЭК" | infotekrussia">VK Видео |infotek_russia">Youtube |
