Слова классика

- Самая волнующая фраза, какую можно услышать в науке, — фраза, возвещающая о новых открытиях, — вовсе не «Эврика!», а «Вот забавно…».

Айзек Азимов

Российские ученые создали гидроустановку в форме плавников горбатого кита

🇷🇺 Ученые НИУ «МЭИ» создали гидроэнергетическую установку, которая внешне напоминает строение плавников горбатого кита. Разработка может найти применение в энергоснабжении поселков, расположенных неподалеку от малых рек.

🐳 На передней кромке грудных плавников горбатого кита есть наросты, которые помогают ему маневрировать в процессе охоты. Ученые обратили внимание на этот принцип и разместили аналогичные «наросты» на передней кромке лопастей рабочего колеса гидротурбины. Это позволило увеличить мощность энергоустановки на 20%. Помимо производства электроэнергии, установка позволяет аккумулировать потери тепловой энергии, возникающие при регулировании мощности, для дальнейшего использования в отоплении и горячем водоснабжении.

🎙 «Применение природоподобных технологий в энергетике — это важный шаг к созданию более экологичных и эффективных энергоустановок. Эти технологии заимствуют идеи из природы, чтобы адаптировать и оптимизировать механизмы для улучшения их работы. НИУ «МЭИ» активно работает над такими проектами, и наши ученые постоянно ищут способы улучшения энергетического оборудования. Это позволит не только повысить эффективность генерации энергии, но и уменьшить негативное воздействие на окружающую среду», – комментирует ректор НИУ «МЭИ» Николай Рогалев.

👍 Биомимикрия – сфера инженерии, черпающая идеи для технических решений из окружающей среды – становится всё более популярной среди поставщиков гидроэнергетического оборудования. Так, компания BladeRunner Energy создала малую гидроустановку, ротор которой похож на рыбу: с маленькой головой, расширяющимся туловищем и пышным хвостом. Ротор скреплен стальным тросом с плавающей платформой, на которой установлен статичный генератор, силовая электроника и накопительная батарея. Гидроагрегат использует энергию естественного потока воды для выработки электричества и не требует строительства плотины.

👉 Необходимость снабжения изолированных поселков также стимулирует разработки, пригодные для использования в «стоячих» водоемах. В частности, компания VerdErg создала мини-гидрогенератор, напоминающий трубку Вентури, использующуюся для измерения скорости потока газов и жидкостей. Такая конструкция – с входным конусом, в котором установлена турбина; суженной серединой, в которой происходит ускорение водного потока; и расширяющего диффузора, в котором поток воды замедляется – обеспечивает высокое давление в трубе и позволяет вырабатывать электроэнергию из сравнительно малого объема воды.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/09/13/rossijskie-uchenye-sozdali-gidroustanovku-v-forme-plavnikov-gorbatogo-kita/

В Швеции создали батарею, которая увеличит запас хода электромобилей аж на 70%

Это аккумулятор из углеволокна, разработанный учеными из Технического университета Чалмерса в городе Гётеборг.

Его удельная емкость невелика (30 Вт•ч на кг), но она сполна компенсируется преимуществами.

Прототип батареи сверхпрочный и в теории может быть использован как элемент кузова авто — ячейка так же прочна, как и алюминий.

Углеродное волокно выступает, как анод и катод. Этой батарее не нужны токосъемники из меди или алюминия, что еще больше снизит общий вес авто. Также ей не требуются кобальт и марганец. И да — полутвёрдый электролит менее огнеопасен, чем жидкий.

Сроки внедрения новой батки, увы, не уточняются.

Это прорыв?

🔥 — еще какой!
⚡️ — похоже! Но уйдет уйма времени на внедрение
👎🏻 — прототип без перспектив

@GreenAgenda

Соединения лития и цезия отличаются сверхпроводимостью при низких температурах – исследование

🇷🇺🇨🇳 Соединения лития и цезия, образующиеся под высоким давлением, способны проводить ток без сопротивления при температуре ниже отметки в минус 223 градуса Цельсия. Такой вывод сделали ученые из Сколтеха и Педагогического университета Цзянсу.

👍 Одной из характеристик цезия – мягкого щелочного металла серебристо-белого цвета – является низкая электроотрицательность, т.е. способность отбирать электроны у атомов других элементов. Из-за этого в обычных условиях литий отнимает электроны у цезия, однако под действием высокого давления ситуация меняется, и уже цезий отбирает электроны у лития. Благодаря этому ученым из Сколтеха и Педагогического университета Цзянсу удалось получить четыре новых вещества, из которых два — Li14Cs и Li6Cs — отличаются редкой кристаллической структурой.

👉 Согласно расчетам авторов, открытые ими соединения являются сверхпроводниками: они теряют электрическое сопротивление, когда отрицательные температуры опускаются ниже 223 градусов Цельсия. В будущем эти соединения могут оказаться пригодными при создании высокопроизводительных микрочипов, сверхмощных электромагнитов для поездов на магнитном подвесе и реакторов термоядерного синтеза.

🎙 «Разумеется, с точки зрения критической температуры сверхпроводники из этого исследования заведомо уступают полигидридам — так называются соединения некоторых металлов и водорода с высоким содержанием последнего. Но наша работа даёт более глубокое понимание химии лития, другие соединения которого — назовём их условно „литиидами“, хотя пока неясно, существуют ли они, — могут быть интересны в плане сверхпроводимости», – комментирует один из авторов исследования, доктор физико-математических наук Артем Оганов.

💪 По мнению ученых, атом лития очень похож на водород, из-за чего мог бы заменить его в подобных полигидридам соединениях. Как и у водорода, у лития один валентный электрон, при этом он также относится к самым легким элементам, что благоприятно для сверхпроводимости: чем ниже масса атома, тем выше критическая температура соответствующего сверхпроводника.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/09/13/soedinenija-litija-i-cezija-otlichajutsja-sverhprovodimostju-pri-nizkih-temperaturah-issledovanie/

Экраноплан на электрической тяге одобрен для летных испытаний. Seaglider Viceroy — это работающее на аккумуляторах транспортное средство, нечто среднее между гидросамолетом и судном на подводных крыльях. Грузовая модификация рассчитана на перевозку 1500 кг грузов 📦 а пассажирский вариант вмещает 12 пассажиров 🧑‍✈️

Электрический экраноплан летит низко над поверхностью воды, используя воздушную подушку, на которую полагаются пеликаны и другие птицы в море 🕊️ Это существенно увеличивает дальность полета сокращая расходы электроэнергии.

Компания Regent заявляет, что морской планер Viceroy может развивать максимальную скорость 290 км/ч преодолевая до 300 км на одной зарядке ⚡️ Но в данный момент уже ведутся разработки над моделью с запасом хода до 800 км.

#Экраноплан #Сиглайдер #электротранспорт

Мировой спрос на газ увеличится на треть к 2050 году

🔹 Глобальное потребление природного газа к 2050 г. вырастет на 34% и достигнет 5360 млрд куб. м в год, следует из прогноза Форума стран-экспортёров газа (ФСЭГ). Помимо быстрорастущих экономик Восточной и Южной Азии, в число основных драйверов спроса войдут страны Ближнего Востока и Африки, которые будут вводить новые мощности по производству полимеров и минеральных удобрений.

📈 Доля природного газа в общемировом потреблении первичной энергии увеличится с 23% в 2022 г. до 26% в 2050 г. Одним из факторов станет рост спроса в электроэнергетике, где газ позволит балансировать ВИЭ в условиях постепенного отказа от угля. По оценке ФСЭГ, доля угля в мировом энергобалансе снизится с 27% в 2022 г. до 11% в 2050 г. Переход с угля на газ в последние десятилетия был характерен для США, где доля угольных ТЭС в структуре выработки электроэнергии снизилась с 52% до 16%, а доля газа – выросла с 16% до 42%.

👉 Однако если США – крупный экспортер газа, то в странах-импортерах рост использования газа в электроэнергетике будет в немалой степени зависеть от доступности СПГ. По данным Global Energy Monitor, новые экспортные мощности в ближайшие годы будут вводить США, Катар, Австралия, Россия и ряд стран Африки (Нигерия, Мавритания, Мозамбик), тогда как две трети ввода терминалов регазификации СПГ обеспечат страны Восточной и Южной Азии. В их числе – не только Китай и Индия, но также Филиппины, Пакистан, Вьетнам, Таиланд, Южная Корея, Бангладеш, Шри-Ланка и Индонезия. Согласно прогнозу ФСЭГ, импорт СПГ в странах Южной и Восточной Азии к 2050 г. увеличится более чем на 300 млрд куб. м в год.

👍 Еще одним драйвером роста спроса на газ будет оставаться производство удобрений. Как и в случае с электроэнергетикой, роль этого сегмента была хорошо заметна на протяжении последних двух десятилетий. Так, глобальное потребление азотных удобрений (в том числе аммиака и карбамида), в производстве которых используется природный газ, в период с 2000 по 2022 гг. увеличилось на 33%, достигнув 109,3 млн т. По данным Международной ассоциации производителей удобрений (IFA), общий прирост спроса достиг 27,2 млн т, из них треть приходилось на Индию, где численность населения за этот период выросла более чем на 300 млн человек.

⛴ Важным драйвером будет и морской транспорт, где ужесточение экологических условий уже привело к росту спроса СПГ. Если в 2019 г. по всему миру насчитывалось лишь 15 судов-бункеровщиков СПГ, то к февралю 2024 г. их количество достигло 55, согласно данным Rystad Energy. Ключевую роль сыграл запрет на использование топлива с содержанием серы более чем 0,5%, который вступил в силу в международных морских перевозках с 2020 г.

https://globalenergyprize.org/ru/2024/09/13/mirovoj-spros-na-gaz-uvelichitsja-na-tret-k-2050-godu/

Влияние погодных условий на развитие энергетики выражается не только в прерывистости ВИЭ, но и в рисках для инфраструктуры традиционных отраслей энергетики.

✔️Так, ураган Francine, пронесшийся в прибрежных штатах Мексиканского залива в сентябре 2024 г., оставил без электричества 450 тыс. человек и привел к приостановке ряда НПЗ общей мощностью 3 млн баррелей в сутки (б/с), то есть одной шестой от общей мощности НПЗ в США.

✔️Потери понес и сегмент Upstream: из-за урагана была приостановлена работа морских платформ, на долю которых приходилось в общей сложности 42% добычи нефти и 53% добычи газа в Мексиканском заливе.

👆Мировая карта стран, подготовивших либо планирующих опубликовать стратегию развития водородной отрасли

✔️Зеленым выделены страны, где к середине 2024 г. такая Стратегия уже была опубликована;

✔️Синим – страны, где документ находится на стадии активной подготовки;

✔️Желтым – страны, где вопрос о необходимости Стратегии лишь недавно начал обсуждаться компаниями и регуляторами;

✔️Серым – страны, где идея подготовки Стратегии пока не поднималась в публичном поле всерьез.

В Китае в национальном парке Эверест открыли самую высокогорную станцию зарядки электромобилей. Она расположилась на высоте 4300 метров над уровнем моря.
На ней установлены зарядные устройства Huawei с жидкостным охлаждением.
Для питания зарядных устройств на объекте установлены двусторонние солнечные панели ABC (All Back Contact) n-типа мощностью 645 Вт каждая производства китайской Aiko Solar. Мощность солнечной установки составляет 150 кВт, и она дополнена системой накопления энергии мощностью 200 кВт.
https://renen.ru/na-evereste-otkryli-samuyu-vysokogornuyu-stantsiyu-bystroj-zaryadki-elektromobilej/

Органические солнечные батареи

Введение
☀️ Текущая глобальная потребность в энергии соответствует мощности в 13 ТВт, при этом примерно 80% энергии производится за счет сжигания углеродсодержащего топлива. Поскольку скорость сжигания такого топлива примерно в 1000 раз превышает темп его естественного накопления, доступные ресурсы, прежде всего нефти и газа, в обозримой перспективе будут истощены. С другой стороны, солнечная энергия имеет потенциал полностью удовлетворить глобальные энергетические потребности человечества, хотя этот ресурс практически не используется. Наиболее удобный способ использования энергии солнца – ее преобразование в электричество с помощью солнечных батарей (СБ) – солнечная фотовольтаика. Под СБ понимаются единичные солнечные элементы (СЭ), размер которых не превышает 20 см, солнечные модули, состоящие из электрически соединенных СЭ, а также солнечные панели, составленные из модулей. Для удовлетворения всех энергетических потребностей РФ достаточно покрыть площадь 100х100 кв. км (=10 кв. Гм) солнечными панелями с 10% КПД. Однако текущий уровень технологий солнечной фотовольтаики не позволяет это сделать по экономическим причинам, поскольку ватт солнечного фотоэлектричества слишком дорог в сравнении с «углеродным ваттом». Тем не менее, глобальная установленная мощность солнечной фотовольтаики уже превысила 1 ТВт и показывает годовой прирост около 25% в год, при этом стоимость солнечного ватта постепенно снижается. Однако пока еще только 5% глобального потребления электрической энергии приходится на фотовольтаику.

👉 В настоящее время подавляющая доля солнечной электроэнергии производится кремниевыми солнечными панелями, обладающими КПД выше 20% и сроком службы в десятки лет, но слишком дорогими для более масштабного применения. В связи с этим внимание во всем мире сосредоточено на поиске более дешевых альтернатив солнечному кремнию, производство которого энергозатратно и дорого, т.к. принципиально требует высоких температур и вакуума. Такой альтернативой видятся дешевые тонкопленочные (~100 нм) полупроводниковые материалы, которые, например, можно быстро наносить из растворов на большие площади, используя, в частности, имеющиеся технологии полимерной и печатной индустрии. Так, если типичный кремниевый завод может произвести 0.1 Мм2 пластин в год, то на производство площади в 10 Гм2 потребуется 100 лет и 1000 таких заводов. При этом 10 рулонных машин способны напечатать площадь порядка 10 Гм2 всего лишь за один год. Кроме того, тонкопленочная фотовольтаика может быть легкой, гибкой, полупрозрачной и цветной, что дает новые возможности для ее различных применений, в частности, в авиации, космосе, сельском хозяйстве и архитектуре. Наиболее бурный рост исследований в последние 10 лет наблюдался в области органической и т.н. перовскитной фотовольтаике. Лучшие лабораторные образцы последней по КПД достигли уровня кремниевой фотовольтаики. Перовскитные СБ основаны на неорганических материалах со структурой перовскита, состоящих из свинца, галогенов и иногда органического соединения. Однако токсичный свинец выступает существенным экологическим фактором, сдерживающим масштабное производство перовскитных СБ. Кроме того, как органические, так и перовскитные СБ требуют качественной герметизации для их защиты от атмосферных кислорода и влаги, что удорожает стоимость солнечного модуля. В настоящей работе рассмотрены органические СБ (ОСБ).

Продолжение следует

🇷🇺 Паращук Дмитрий Юрьевич - руководитель группы органической электроники Кафедры общей физики и волновых процессов физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова


📚 Из нового доклада «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет».

🇰🇪 Кения, одна из стран-лидеров по установленной мощности геотермальных электростанций, отличается широким использованием возобновляемых источников: за 12 месяцев, прошедших с июля 2022 г. по июнь 2023 г., ВИЭ обеспечили 80% потребностей страны в электроэнергии (включая импорт).