Поиск публикаций  |  Научные конференции и семинары  |  Новости науки  |  Научная сеть
Новости науки - Комментарии ученых и экспертов, мнения, научные блоги
Реклама на проекте

Украинские суперконденсаторы

Tuesday, 19 April, 04:04, imbg.livejournal.com
Это интервью я в свое время взял по заказу New Scientist Ru. К сожаленью, в мартовский номер вошла только малая часть нашего разговора, и с разрешения всех заинтересованных лиц я публикую тут полный текст интервью, которое взял у украинского физика Юрия Малетина.


Юрий Малетин


Почему везде ваш продукт называют "суперконденсатор", и не можем ли мы его называть как-то иначе?

Суперконденсатор – это торговая марка компании Panasonic. Поэтому в США обычно говорят ultracapacitor. Правильное название (т.е. такое, которое отражает физическую суть изделия) – конденсатор двойного электрического слоя. А приставка СУПЕР или УЛЬТРА просто отражает сверхвысокую емкость этих конденсаторов – до 10 Фарад в одном куб.см. конденсатора.

Еще в 19-ом веке Гельмгольц (Hermann von Helmholtz) ввел в науку понятие о двойном электрическом слое; правда он не изобрел соответствующий конденсатор. Первые патенты были зарегистрированы в США в конце 50-х – начале 60-х годов 20-ого века. Называть его можно аббревиатурой DLC (Double Layer Capacitor), или DL-конденсатор.

В чем принципиальная разница аккумулятора от конденсатора? 

Аккумулятор всегда содержит разные электроды, изготовленные из разных материалов. В ходе разряда один электрод окисляется, другой восстанавливается. Таким образом работает вся масса электродов. Вследствие того, что материалы электродов различны, сразу после сборки аккумулятора он уже (как правило) готов к работе и на его клеммах уже фиксируется разность потенциалов (напряжение). 

В конденсаторе же, как правило, электроды выполнены из одинакового материала (например, нанопористый уголь с высокой удельной поверхностью в обычных суперконденсаторах). Поэтому после сборки суперконденсатора никакой энергии в нем нет: ее нужно сначала накопить, т.е. зарядить конденсатор. Любой конденсатор – это не источник энергии (как аккумулятор), а ее накопитель. В качестве механического аналога можно привести пружину - если мы ее растянем, она уже обладает энергией и способна произвести работу. В конденсаторе мы растягиваем не пружину (механически), а заряды (электрически).



Принципиальная схема конденсатора (рис из статьи в New Scientist Ru)


В свое время вы образовали компанию
APowerCap
. Что с ней теперь?

APowerCap де факто умерла в середине 2009 года, хотя де юре еще существует. Ситуация простая – те, кто взялся инвестировать в разработку суперконденсаторов, оказались финансово несостоятельными. К тому же добавился известный финансовый кризис. В конце 2009 года нашу исследовательскую группу «подхватил» другой инвестор, который предложил и другое имя. Поэтому сейчас компания называется YUNASKO Ltd. с дочерней компанией Юнаско-Украина в Украине, которая зарегистрирована в Лондоне. 

Вы считаете себя украинским или английским ученым? Или сегодня, в глобализированном обществе, это не столь важно?

Наука не бывает американской или украинской – наука развивает весь мир. Но я живу и работаю в Киеве, являюсь гражданином Украины. Не собираюсь менять ни место жительства, ни гражданство, хотя приходилось (в течение нескольких месяцев) работать и за рубежом. И работал с удовольствием и пользой!

В прошлом вы были завкафедрой КПИ? Почему вы не смогли совмещать преподавание и изобретательскую деятельность?

Я заведовал кафедрой физической химии КПИ с 2002 по 2007. Мне нравится преподавать (точнее, общаться с умными студентами). Когда совмещать стало трудно (у завкафедрой много обязанностей помимо чтения лекций), пришлось уйти.

Скажите, как так получилось, что вы совершили прорыв такого уровня? Когда начались работы?

Мы начали в 1989 году – это был спецпроект Минэлектронпрома СССР. Когда мы поняли, что основное преимущество конденсаторов – низкое внутреннее сопротивление (и как следствие – высокая удельная мощность), мы стали исследовать все составляющие этого сопротивления. 

Вы получили первую премию на конкурсе в Силиконовой долине в 2008. Что нового случилось в этом, 2010 году?

Да. Как раз в этом году мы «запустили» новую компанию YUNASKO, о которой мы говорили в начале. И «на волне энтузиазма» существенно улучшили характеристики наших DL-конденсаторов, в частности, еще более увеличили их удельную мощность.

В YUNASKO сейчас работают более 60-ти человек. Весь основной персонал лаборатории, КБ и Опытного производства сохранился. Пришла и новая способная молодежь. Кроме того, мы более активно начали сотрудничать (или правильнее будет сказать: возобновили сотрудничество) с Академией наук.

 



Screenshot сайта Yunasko


Где может быть использован ваш конденсатор?

Везде, где потребление энергии допускает возможность кратковременных мощных импульсов. А такие ситуации встречаются очень часто. Например, в бытовой электронике. Японская компания NEC Tokin еще в 2004 году сообщала об использовании комбинированных источников энергии (аккумулятор и DLC, соединенные параллельно) в сотовых телефонах, цифровых фотоаппаратах, лэптоп-компьютерах и др. Освобождение аккумулятора от пиковых нагрузок приводило к продлению его жизни в 1.5-2 раза и улучшало безопасность работы всей системы. 

Также DLC уже сейчас используют в ветроэнергетических станциях, системах
UPS («бесперебойники»).Наш же DL-конденсатор массой 1 кг способен выдать мощность такую же, как автомобильный аккумулятор массой 30-40 кг. И это при к.п.д. 95%.

Могут ли конденсаторы быть применены в обычных автомобилях?

DLC способен запустить двигатель лучше, чем аккумулятор, но у аккумулятора много других задач по обеспечению автомобиля электроэнергией. Лучшее решение – комбинированный источник питания, в котором параллельно соединены небольшой аккумулятор и DLC. Последний будет отвечать за запуск двигателя и покрывать другие мощные импульсы (разгон авто, мощные басы в аудиосистеме, и др.). А первый будет обеспечивать остальные потребности, требующие не высокой пиковой мощности, а постоянной в течение длительного времени.

Если необходимость в конденсаторе столь очевидна, почему ж их до сих пор нет на широком рынке?

В настоящее время рынок суперконденсаторов невелик – порядка 350 миллионов долларов США. Одна из причин – не все потенциальные потребители знают об их преимуществах. Другая причина – они еще пока дороги, рынок DLC тормозится их высокой стоимостью. В частности, нанопористый уголь, который используется для изготовления электродов, пока является довольно дорогим. 

Наша же компания нацелена на использование дешевого электродного материала, и уже применяем некоторые из них в своих изделиях.

Так а когда же мы сможем купить в розничной сети конденсаторы для своего авто? Когда появятся они в метро, железной дороге, авиации?

Уже появились. Я, например, видел большие модули DL-конденсаторов, которые компания ISE в San Diego устанавливает на гибридные и электроавтобусы. Выпускают подобные автобусы и в Китае. Компания Siemens широко внедряет DLC на трамвайных и железнодорожных линиях. Но самому покупать и устанавливать DL-конденсаторы (или другие системы электропитания) на свою машину не советую – это должны делать специалисты.



 Фото из статьи в New Scientist Ru


Скажите, а вы уже продаете ваши суперконденсаторы?

Мы пока являемся R&D компанией. Кроме лаборатории и небольшого КБ у нас есть опытное производство, которое выпускает небольшие партии DLC разных номиналов. Свои DL-конденсаторы не продаем, а отдаем для испытаний даром. Ищем партнеров для организации совместного производства. Возможны и другие формы сотрудничества.

Что ж, будем ждать новостей рынка. Расскажите, что в первую очередь вы планируете сделать сейчас?

Запустить, наконец, производство. Тем более, что рынок уже, кажется, созрел и лучше понимает преимущества DL-конденсаторов, чем это было лет 5 назад. Вероятно, запускать массовое производство легче и быстрее с подготовленным партнером.


Ссылка по теме: 
YUNASKO Ltd

Читать полную новость с источника 

Комментарии (0)