❗️Успейте до 22 сентября❗️

«Глобальная энергия» продлила приём заявок на конкурс «Энергия пера»👆

(a) DFT-оптимизированная конфигурация связывания CO2 в Mg2(dobdc).
(b) Визуализация CO2 в кристаллической структуре NbOFFIVE-1-Ni (C – серым цветом; N – синим цветом; O – красным цветом; F – зелёным цветом; Nb - синие многогранники).

В развитие темы

Допуск и смещение

🚙Очень распространённой проблемой в индуктивных системах БПЭ является поперечное смещение между первичной и вторичной катушками, которое измеряется относительно центров обеих катушек. Смещение снижает коэффициент сопряжения между двумя катушками, а, следовательно, и эффективность передачи энергии.

🤔В настоящее время активно исследуется возможность создания системы БПЭ, устойчивой к смещению. Некоторые идеи, предложенные в этой области, включают в себя
📌новые схемы компенсации, такие как топология LCL-компенсации,
📌новые формы катушек, такие как DDQ-катушки,
📌и системы механического выравнивания, регулирующие
положение первичной обмотки, вторичной обмотки или иногда самого автомобиля.
С точки зрения защищённости от паразитных электромагнитных полей, круглые и прямоугольные катушки работают лучше, в то время как в отношении допуска смещения катушки лучшие характеристики показывают DD и DDQ.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3355

Перовскит - игры с температурой

☀️Одним из наиболее эффективных способов формирования более совершенных кристаллов является регулировка температуры. Для гибридных перовскитов было предложено несколько технологий синтеза - от двухстадийных процессов до прямой кристаллизации.

👍Достоинством перовскитов является то, что их осаждение из своих прекурсоров с получением тонкой пленки может быть выполнено с помощью основанных на растворах процессах, но при этом довольно трудно осуществлять контроль над формированием центров кристаллизациии и самой кристаллизацией плёнки, подготовленной из насыщенного раствора, путем испарения растворителя.

👉На процедуру кристаллизации влияет ряд параметров, таких как насыщение атмосферы кислородом и влажность, что может привести к изменению размеров кристаллов и химического состава поверхности. Химические и физические свойства можно регулировать на атомном уровне с помощью реактивов и термического отжига. Наиболее популярной процедурой для инициирования кристаллизации перовскитной плёнки является термический отжиг при 100°C в течение 10 мин.

❗️Было показано, что процесс микроволнового облучения может привести к более быстрой и менее энергозатратной кристаллизации перовскитного материала. Однако длительное воздействие микроволнового облучения приводит к противоположному результату.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3361

Электрокар на солнечных батареях

🇳🇱Стартап Lightyear привлек 81 млн. евро для разработки электромобиля Lightyear 2, который будет питаться от солнечных батарей. Проект станет обновлённой версией электромобиля Lightyear 0, серийное производство которого должно начаться осенью нынешнего года.

☀️Главной особенностью Lightyear 0 является использование солнечных панелей общей площадью 5 кв. м, встроенных в крышу. Электромобиль, оснащённый аккумуляторными батареями, может заряжаться как от энергии солнца, так и от обычной розетки: ночной подзарядки достаточно для прохождения 300 км. Запас хода по шоссе при скорости 110 км/ч составляет 560 км (при условии полной подзарядки). При этом Lightyear 0 может развивать максимальную скорость в 160 км/ч, разгоняясь до 100 км/ч за 10 секунд. Благодаря сравнительно высокому дорожному просвету (183 мм) авто можно использовать не только в городе, но и для поездок в сельской местности.

💰Несмотря на достаточно высокую стоимость Lightyear 0 (250 тыс. евро), компания успела продать 150 авто ещё до их схода с конвейера. Покупателей привлекает меньшая зависимость от электрозаправок, нежели при использовании обычного электромобиля. Воспользоваться этим преимуществом смогут и покупатели Lightyear 2, цена которого должна будет составить «всего» 30 тыс. евро. Компания уже получила предзаказы на поставку 10 тыс. этих авто для каршеринговых и лизинговых платформ MyWheels и LeasePlan.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/elektrokar-na-solnechnyh-batareyah/

КНР - четыре новых атомных реактора

🇨🇳Государственный совет Китая 14 сентября одобрил строительство четырёх новых атомных энергоблоков: ✔️два из них будут введены в строй в рамках первого этапа сооружения АЭС Ляньцзян в провинции Гуандун на юге страны,
✔️а остальные два станут частью второй фазы возведения АЭС Чжанчжоу в провинции Фуцзянь на юго-востоке КНР.

👉Оба проекта будут оснащены водо-водяными ядерными реакторами, которые используют обычную воду в качестве замедлителя нейтронов и теплоносителя. АЭС Ляньцзян будет использовать реакторы CAP 1000, которые являются аналогами американского двухконтурного реактора AP 1000, рассчитанного на 60 лет эксплуатации. В свою очередь, технологической основной для второй фазы АЭС Чжанчжоу станут реакторы «Хуалун-1», которые уже нашли применение за пределами КНР. Реакторы этого типа установлены на втором и третьем энергоблоках пакистанской АЭС «Карачи», которые были введены в строй в 2021-2022 гг.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/kitaj-odobril-stroitelstvo-chetyreh-novyh-atomnyh-reaktorov/

Альтернатива шельфу

🇺🇸Стартап T-Omega создал прототип ветротурбины, которая может вырабатывать электроэнергию не только в прибрежной зоне, но и в открытом море. Экспериментальная установка двухметровой высоты мощностью 10 мегаватт (МВт) и масштабом 1:60 в соотношении с будущим коммерческим аналогом прошла успешные испытания на устойчивость в волновом резервуаре в Университете Глазго.

👉Главной особенностью разработки является необычное расположение несущих конструкций: ветрогенератор имеет не одну, а четыре башни, которые размещены полностью над водой. Две пары «ножек» смонтированы в форме пирамиды, на вершине которой закреплены лопасти. Пирамида удерживается на плаву благодаря квадратной форме основания, а также использованию балласта, который при выводе ветрогенератора в море будет сбрасываться на дно. Ветротурбина будет вращаться вокруг своей оси и, тем самым, будет всегда обращена против ветра, причём без помощи каких-либо датчиков, двигателей и поворотных механизмов.

💪Ключевым преимуществом конструкции является высокая сопротивляемость к штормовой погоде: прототип в ходе испытаний в волновом резервуаре сохранял устойчивость к волнам с эквивалентной полномасштабной высотой от 18 до 30 метров. По оценке Omega-T, конструкция ветрогенератора будет на 20% легче и на 30% дешевле обычных прибрежных ветрогенераторов. Экономия будет достигаться, в том числе, за счет более низких затрат на сталь: если в башнях стандартных «оффшорных» ветрогенераторов толщина стального слоя составляет 3 дюйма (7,6 сантиметра), то у коммерческого аналога установки T-Omega она не будет превышать 0,5 дюйма (1,3 сантиметра).

👍Инновация может дать толчок к развитию морской ветроэнергетики. Общемировая мощность всех типов энергоустановок, работающих в открытом море, к концу 2021 г. составляла 524 мегаватта (МВт), тогда как для прибрежных ветрогенераторов этот показатель достиг 55,7 гигаватт (ГВт), согласно данным IRENA.
https://globalenergyprize.org/ru/2022/09/15/alternativa-shelfu-vetroturbina-dlya-otkrytogo-morya/

Как производить водород там, где мало воды❓

🏜Перспективная инновация двух университетов в случае масштабирования поможет расширить географию проектов в области «зелёного» водорода. А они пока что реализуются преимущественно в странах с обилием водных ресурсов.

👉Единственной страной к югу от Сахары, собирающейся стать крупным производителем водорода, является Намибия. Там площадкой для сооружения электролизных мощностей на 3 ГВт должен будет стать Национальный парк Цау-Хаеб, расположенный на побережье Атлантического океана.

Lightyear как тренд

🚙Успешная коммерциализация Lightyear 0 и Lightyear 2 внесёт вклад в бум электромобилей. По данным МЭА, глобальный
✔️парк электрокаров на аккумуляторных батареях в период с 2017 по 2021 гг. увеличился с 1,9 млн. до 11 млн. единиц,
✔️а парк подзаряжаемых «гибридов» – с 1,2 млн. до 5,2 млн. единиц.

👉В целом, лидером отрасли является Китай. На его долю в 2021 г. пришлось 56% парка электрокаров на аккумуляторах и 31% «гибридов».

Нет предела совершенству риформинга

💪Процесс получения водорода методом парового риформинга метана успешно внедрён в производство. Однако, несмотря на это, ведутся дальнейшие работы по оптимизации характеристик катализатора и процесса в целом.

👉К передовым способам улучшения характеристик процесса паровой конверсии метана также можно отнести
📌его сопряжение с адсорбцией СО2,
📌использование микрореакторных установок
📌или технологии химического циклирования с применением сложных оксидных материалов в качестве носителей кислорода вместо молекулярного кислорода из газовой фазы: LaFe1-xCoxO3, Ce-Fe-Zr-O/MgO [83], Fe2O3/Al2O3 c добавками Ce и Ca [84], SrFeO3-δ .
В работе в качестве доступного и эффективного носителя кислорода предложен модифицированный никелем и железом кальцит.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3357

Слова классика

- Нам нужно думать о будущих сценариях, при которых станет сложно использовать углеродные источники топлива. В своё время русские разработчики создали первый в мире космический спутник. И сейчас тоже нужны люди, способные по-новому взглянуть на вещи и создавать новые решения.

Торстейн Инги Сигфуссон
https://globalenergyprize.org/ru/2019/12/01/torstejn-ingi-sigfusson-is/

Как собирать жар Земли❓

♨️Примерно 60% потока тепла, которое выходит из поверхности земли на континентах, образуется в результате радиоактивного распада указанных четырёх элементов. Фоновый тепловой поток, формирующийся за счёт запасённого тепла в ядре Земли, равен 40 мВт/м2. Средний тепловой поток для всей планеты составляет 87 мВт/м2. По сравнению со средним по поверхности Земли потоком энергии от солнечного излучения (341 Вт/м2), это очень малая величина. Но для всей поверхности Земли этот тепловой поток эквивалентен общей тепловой мощности более 4,4 ×1013 Вт.

👉Для сравнения, общая средняя мощность, потребляемая всей деятельностью человека, составляет приблизительно 1,8 × 1013 Вт. Более важно заметить, что в геотермальной энергетике энергия собирается не с поверхности Земли, а из объёмных подземных резервуаров, что намного эффективнее в технологическом плане. В земной коре преобладающим механизмом переноса тепла является теплопроводность.

Водород не подходит на роль топлива❓

🤔Эффективность водородной энергетики на современном этапе остаётся сомнительной. И это даже при использовании таких источников дешёвой энергии, как гидроэнергия и атомная энергия.

🎙«Если мы загрузим все наши ГЭС на 100%, чего делать опасно, у нас получится избыток электроэнергии избыток 236,5 млрд. кВт. С помощью этой энергии мы можем получить лишь от 4,3 до 6,5 млн. тонн водорода. Если все 9 АЭС в России загрузить, мы получим 0,8-1,2 млн. тонн водорода. Итого, что мы получаем, 35 млн тонн водорода из метана, и порядка 7 млн. тонн «жёлтого» и «зелёного» водорода. Всё, 42 млн. тонн – и у России больше ресурсов для его производства нет», – комментирует профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Валерий Бессель.

👉Даже прямое использование водорода в качестве топлива остаётся сомнительным. «У водорода удельная массовая теплота сгорания самая высокая, но если говорить об удельной объемной теплоте сгорания, то мы увидим, что у водорода она самая низкая, даже жидкий водород, на сжижение которого вы затратите колоссальное количество энергии, имеет теплоту сгорания меньше, чем сжатый метан», – отмечает эксперт.

🧮«И до какой же степени надо будет любить водород, чтобы, залив в бак, проехать на нем 840 км, если на сжижаемом метане вы проедете 2080 км. А на жидком углеводородном топливе - вообще 34 тыс. км условно», – сравнивает учёный.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3367

Дайджест «Глобальной энергии» за 12 - 17 сентября.

👉Выпуск по ссылке

❗️Приём заявок на конкурс «Энергия пера» продлён до 22 сентября
📌Водородная энергетика: физика и экономика против экологии
📌Гибридный накопитель: система хранения энергии с синхронным компенсатором
📌Альтернатива шельфу: ветротурбина для открытого моря
📌Электрокар на солнечных батареях
📌Китай одобрил строительство четырех новых атомных реакторов
📌Малави удвоит мощность гидроэлектростанций за счет новой ГЭС.

Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рожденных только воображением (c) М. В. Ломоносов

Хранители энергии

🇮🇪Вообще, Ирландия является одним из европейских лидеров в строительстве аккумуляторных батарей. По оценке консультационной компании Delta-EE, установленная мощность систем хранения энергии в Евросоюзе к концу 2022 г. достигнет чуть более 5 гигаватт (ГВт), из них 1,4 ГВт будет приходиться на Ирландию. Проект Shannonbridge B мощностью 97,2 МВт увеличит этот показатель почти до 1,5 ГВт.

⚡️Хранение энергии входит в число наиболее быстроразвивающихся отраслей мировой энергетики. Глобальные инвестиции в строительство аккумуляторных батарей выросли
📍с $5 млрд. в 2019 г.
📍до $6 млрд. в 2020 г.
📍и $9 млрд. в 2021 г.,
📍а в 2022 г. должны будут достигнуть $18 млрд., согласно прогнозу МЭА.
Две трети инвестиций приходится на страны ОЭСР, где этот показатель в 2022 г. увеличится с $7 млрд. до $12 млрд.

КНР - экспансия мирного атома

🇨🇳Четыре из заявленных энергоблоков стали не первыми ядерными реакторами, анонсированными в КНР в 2022 г. Государственный совет Китая в апреле одобрил строительство новых реакторов
✔️на АЭС Саньмэнь (энергоблоки №3 и №4) в провинции Чжэцзян
✔️и АЭС Хайян (энергоблоки №3 и №4) в провинции Шаньдун на востоке страны,
✔️а также на АЭС Люфен (энергоблоки №5 и №6) в провинции Гуандун на юго-востоке КНР.
При этом в нынешнем году в Китае были введены в строй два новых реактора:
📍в январе был подключён к сети шестой блок АЭС Фуцин мощностью 1 075 МВт в провинции Фуцзянь,
📍а в мае – шестой блок АЭС Хунъяньхэ (1 061 МВт) в провинции Ляонин.

🥉Китай занимает третье место в мире по количеству (55) и установленной мощности (52,2 ГВт) атомных реакторов. Страна к сентябрю 2022 г. уступала по этим показателям только
🥇США (92 реактора на 94,7 ГВт)
🥈и Франции (56 реакторов на 61,4 ГВт).

Защита от паразитных электромагнитных полей

🚙Беспроводная передача энергии (БПЭ) создаёт электромагнитные поля на относительно высоких частотах. Например, 85 кГц, в соответствии со стандартом SAE J2954.

🙀Эти поля могут представлять угрозу для человека, животных, электроники и даже пассажиров на борту заряжаемого автомобиля. Так, при зарядке на 85 кГц транспортного средства с пассажирами, стандарт SAE J2954 требует, чтобы величина плотности потока была ниже 28 мкТл.

👉Для ограничения значения поля были предложены пассивные и активные методы защиты. В частности, для этой цели очень часто используются медные или алюминиевые пластины, но они могут повлиять на эффективность БПЭ.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3370

Водород и метан - не пара❓

🤔В продолжение дискуссии о роли Н2 в энергетике. Ещё один довод не в его пользу: смешение водорода с метаном в трубопроводах приведёт к резкому падению давления и новым энергозатратам.

🎙«С любым добавлением водорода и созданием метан-водородной смеси, у нас сокращаются выбросы СО2, но при этом сразу же начинает падать и сама плотность смеси, а значит энергетическая ценность тоже падает. У водорода при сжижении плотность 16 кг на кубометр, а у метана — 142-145 кг на кубометр. Любое добавление водорода приводит к снижению энергетической смеси», – комментирует профессор РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина Валерий Бессель.

👉«Так что углеводородное топливо, в первую очередь, природный газ, будет продолжать использоваться как самый энергетически чистый и энергоэффективный источник», – резюмирует учёный.

Структура Земли и схема конвективных движений

В развитие темы

Методы печати

☀️Изготовление перовскитных пленок большой площади может быть осуществлено путём использования подходящих методов печати. Обычно применяются два процесса печати:
📌непрерывная струйная печать,
📌капельно-импульсная струйная печать.

1️⃣При непрерывной струйной печати печатные перовскитные плёнки формируются из находящегося под давлением непрерывного потока, выбрасываемого из сопла, помещённого в потенциальное поле. Выходя из сопла, пар превращается в капли, которые под действием силы тяжести движутся к подложке. Падая, капли проходят через электроды, которые заряжают каждую из них. После этого капли проходят через две отклоняющие пластины, корректирующие траекторию большинства капель, и в итоге попадают на подложку.

👉Для создания небольших колебаний давления в жидкости и синхронизации формирования капель используется также пьезоэлектрический преобразователь (PZT). Наиболее важным преимуществом непрерывной струйной печати является отсутствие физического контакта с подложкой. Это очень важно, поскольку можно печатать на изогнутых и шероховатых поверхностях, а также поверхностях, чувствительных к давлению. Одним из важных недостатков этого метода является то, что значительное количество чернил уходит в отходы. Однако эти неиспользованные капли могут быть собраны в желобе и переработаны для получения материала для струйной печати.

2️⃣При капельно-импульсной печати головка принтера может перемещаться и выбрасывать капли в нужное место или может перемещается подложка. Для выброса капель на PZT сопла подаётся импульсный сигнал, обеспечивающий выталкивание чернил наружу. Т.е. под воздействием импульсного тока происходит циклическая деформация пьезоэлектрического преобразователя, что приводит к падению капель из сопла.
https://t.iss.one/globalenergyprize/3371