Минутка ликбеза

🪫 Недостатки современных аккумуляторов во многом связаны с ограничениями анодных материалов. Эти материалы условно делят на три типа.

1️⃣ Первый и наиболее распространенный – интеркаляционные материалы, такие как графит. Они обеспечивают стабильность и долговечность, но обладают невысокой удельной емкостью.

2️⃣ Второй тип — конверсионные материалы, например, оксиды или сульфиды переходных металлов. Они позволяют накапливать больше энергии, но при работе их структура полностью перестраивается, что вызывает значительные изменения объема и ускоряет разрушение электрода.

3️⃣ Третий тип – сплавные материалы, такие как кремний или олово, которые образуют сплавы с ионами щелочных металлов. Они обеспечивают рекордную емкость, однако сопровождаются колоссальным (до 300%) увеличением объема и, как следствие, быстрой потерей работоспособности.

👉 Для конверсионных и сплавных анодов также характерен выраженный гистерезис напряжения – разница между зарядом и разрядом, из-за которой до четверти энергии теряется впустую, рассеиваясь в виде тепла.

👍 Однако теперь создан новый композитный материал для анодов натрий-ионных аккумуляторов.

Скорлупа кешью может заменить древесный уголь в Африке

🤝 Исследователи из Института Феликса Уфуэ-Буаньи в Кот-д’Ивуаре совместно с коллегами из парижского Института искусств и ремесел разработали проект промышленного завода по производству твердого биотоплива из скорлупы кешью. Их работа показала, что такого рода аграрные отходы, ранее считавшиеся бесполезными и сжигавшиеся на месте, могут превратиться в ценный энергетический ресурс и стать реальной альтернативой древесному углю, который остается главным топливом для большинства домохозяйств Африки и основным источником выбросов углекислого газа.

👉 В рамках своего исследования ученые спроектировали завод в столице Кот-д’Ивуара, Ямусукро, рассчитанный на выпуск 8 тысяч тонн топлива в год. Процесс переработки устроен достаточно просто. Скорлупу кешью подвергают термической обработке, в ходе которой она распадается на биоуголь, био-масло и газы. Далее биоуголь измельчают, добавляют патоку сахарного тростника в качестве связующего, прессуют в брикеты и высушивают. В итоге получается компактное топливо с высокой теплотворной способностью, удобное для хранения и перевозки. Кроме того, завод может ежегодно производить около 4 тысяч тонн био-масла – побочного продукта, который либо реализуется на рынке, либо используется для обеспечения собственных энергетических нужд предприятия.

🧮 Экономические расчеты показывают высокую рентабельность проекта. Себестоимость одного килограмма топлива составляет всего 0,17 евро, тогда как отпускать его можно по цене древесного угля – 0,31 евро. При такой разнице годовая чистая прибыль достигает примерно 2 миллионов евро, а полный срок окупаемости инвестиций составляет менее четырех лет.

👍 Исследователи также провели анализ чувствительности проекта, чтобы оценить его устойчивость к инфляции и экономической нестабильности. Выяснилось, что даже при росте расходов на сырье, электроэнергию или оплату труда в полтора раза предприятие сохраняет положительную рентабельность. Транспортные издержки и налоги также не оказывают существенного влияния на общую экономику завода.

💪 Таким образом, заключают исследователи, отходы переработки кешью могут превратиться в ресурс национального масштаба в Кот-д’Ивуаре. В этой связи они продвигают идею включения своего проекта в национальные программы по развитию возобновляемой энергетики страны.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»

Мощность АЭС по странам

⚛️ Крупнейшим производителем атомной энергии в мире являются США, за ними следуют Китай, Франция, Россия, Южная Корея.

👉 Источник

Минутка ликбеза

👉 Спиральные теплообменники представляют собой полиэтиленовые трубы, уложенные в землю в форме спирали. По ним циркулирует вода, которая зимой забирает тепло грунта, а летом отдает его. Таким образом система работает как источник энергии для отопления и охлаждения зданий. От ее эффективности зависит, сколько тепла удастся извлечь, сколько электроэнергии потребуется для перекачки воды и насколько оправданным будет проект с экономической точки зрения.

🤔 Инженеры и проектировщики при выборе конструкции сталкиваются с дилеммой. Горизонтальные теплообменники проще и дешевле в установке: их можно уложить в траншеи на глубину всего 1-2 метра и подключить к тепловому насосу. Однако они требуют больших земельных площадей и сильно зависят от сезонных колебаний температуры в верхних слоях почвы. Вертикальные же теплообменники уходят вглубь на 10 и более метров, где температура грунта остается постоянной круглый год. Они дают более стабильный результат и не зависят от климата, но их монтаж требует бурения, что заметно увеличивает стоимость. Теперь ученые выяснили, какие теплообменники выгоднее.

Гибридный двигатель подготовит авиацию к водородному будущему

🤝 Ученые из Северо-Западного политехнического университета в Китае и Китайского университета Гонконга представили концепцию инновационного гибридного двигателя для широкофюзеляжных самолетов. Новая силовая установка объединяет газовую турбину и высокотемпературные водородные топливные элементы. В случае успешной реализации это позволит увеличить продолжительность полета без дозаправки до 17 часов и полностью исключить выбросы CO₂.

👉 Исследователи построили подробную математическую модель двигателя и всей энергетической системы самолета. В расчеты включили аэродинамику, работу топливных элементов и процессы, происходящие в криогенных баках с жидким водородом. Моделирование позволило проследить, как изменяются характеристики установки на разных скоростях, высотах и при различных нагрузках. Особое внимание уделили хранению топлива: поскольку жидкому водороду требуется куда больший объем, чем керосину, исследователи рассмотрели вариант удлинения фюзеляжа, чтобы разместить внутри дополнительные криогенные баки.

💪 Результаты оказались впечатляющими. На крейсерском режиме удельный расход топлива оказался ниже на 12,6%, чем у традиционного турбовентилятора, а при дросселировании тяга выросла на 10%.

👍 Однако самые неожиданные результаты связаны с использованием водорода. Согласно расчетам, при удлинении фюзеляжа на 20% самолет может полностью перейти на водородное топливо. Такой переход означает полное исключение выбросов CO₂, которые сегодня достигают более 301 тонны за рейс. Также новый двигатель позволит уменьшить массу лайнера почти на 97 тонн и увеличить продолжительность полёта свыше 17 часов без дозаправки, что на 20% дольше, чем у традиционного самолёта.

🗓 Ученые уверены, что реализация концепции гибридного двигателя – вопрос самого ближайшего будущего. При этом сам проект они предлагают рассматривать как переходный шаг: в дальнейшем именно такие технологии могут стать основой для создания полностью водородных дальнемагистральных самолетов.

📰 Материал доступен на сайте «Глобальной энергии»