- https://dni24.com
Pi-Car: Корпус электромобиля – бестопливный генератор электроэнергии
Энергопереход подразумевает отказ от ископаемого топлива и использование возобновляемых источников энергии. Многие воспринимают альтернативную энергетику, как бесплатное электричество, но это в корне ошибочное мнение, ничего бесплатного нет. Проектирование и создание оборудования для альтернативной энергетики и поддержание его работоспособности сопряжено не только с оплатой труда учёных, инженеров и рабочих, но и с расходами по добыче дефицитных редкоземельных металлов, цены на которые многократно увеличились из-за постоянно растущего спроса на них.
Наиболее сложный вопрос - какими технологиями можно заменить электрогенерацию, связанную со сжиганием ископаемого топлива? И речь идёт не просто о замещении существующих электрогенерирующих мощностей, мировой спрос на электроэнергию будет ежегодно расти на 3% в 2023–2025 годах, как следует из отчета Международного энергетического агентства (МЭА). Динамика роста будет варьироваться в зависимости от особенностей регионов. По данным МЭА, в Китае, на который приходится около 31% мирового спроса, показатель в 2023–2025 годах вырастет на 5,2%, в Индии — на 5,6%, а в Африке — на 4,1%. В Европе спрос на электроэнергию в эти годы увеличится на 1,4%, а в США на 1,2% в 2024 году и 1,3% в 2025-м после падения до 0,6% в 2023 году. Потребление электроэнергии в России в 2022 году выросло на 1,5%.
По оценкам МЭА, которые привел глава «Роснефти» Игорь Сечин на ПМЭФ-23, затраты на энергетические сети и сопутствующую инфраструктуру к 2040-м годам должны вырасти в четыре раза, с примерно 300 млрд долларов в год до более чем 1,2 трлн долларов в год (в текущих ценах). Такая оценка перекликается с озабоченностью, высказанной в Frankfurter Allgemeine Zeitung главным акционером немецкого автоконцерна BMW Stefan Quand, заявившем, что правительство Германии ставит под угрозу энергоснабжение предприятий и домохозяйств своей хаотичной и дорогостоящей энергетической политикой, а электросетям в стране на каждом уровне напряжения не хватает физических мощностей и возможностей цифрового управления для распределения необходимого количества энергии по всей площади.
В ближайшие 30-40 лет планируется переход от автотранспорта с ДВС к использованию электромобилей, что добавит дополнительно проблем в аспекте устойчивого электроснабжения. Если рассматривать тематику энергетической трансформации в аспекте её влияния на процессы в мобильной сфере, то в настоящее время можно выделить два стратегических вектора развития транспорта будущего:
- Во-первых, выпускаемые в настоящее время электромобили оснащаются большими аккумуляторными батареями, составляющими основную долю их стоимости. Сегодня проводятся широкие исследования по повышению ёмкости таких аккумуляторов, удешевлению их стоимости и уменьшению размеров. Успешность продаж электромобилей в настоящее время определяется в основном используемыми аккумуляторными батареями, поскольку они являются самым дорогим компонентом электромобиля, определяя цену электромобиля в продаже. Для производителей электромобилей аккумулятор играет важную и фундаментальную роль в определении того, какой автомобиль будет представлен на рынке. Батареи также должны становиться всё более экономичными, мощными, компактными и лёгкими. Однако это направление инновационного развития не решает основную задачу - откуда получить электроэнергию для компенсации повышенного спроса на неё? Это одно из самых узких мест в проблематике широкого перехода на действительно экологически чистые электромобили. Многие страны, включая Россию, сделали ставку на развитие атомной энергетики, однако уже сейчас в мире существуют проблемы дефицита урана-235, которые будут только нарастать. Использование комбинированного топлива решает эту проблему, но только частично.
- Во-вторых, водород. Использование водорода в качестве топлива для автомобилей является очень дорогим процессом и требует не только серьезных капиталовложений в инфраструктуру доставки, распределения и хранения, но и в само производство водорода. Расчёты, произведённые Центром компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии" показывают, что водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на аккумуляторах при цене на водород $3 за килограмм, при этом эксперты не смогли назвать текущую цену водорода в РФ, так как рынка этого топлива на сегодняшний день не существует. Перевести персональный транспорт на водород проблематично уже по причине дороговизны создания заправочной инфраструктуры, а вот существенная часть городского пассажирского транспорта может перейти на водород в ближайшие годы, так как весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку. Это позволит обходиться небольшим количеством заправочных станций, но необходимо считать, насколько это будет экономически целесообразно.
В идеале, все проблемы, включая защиту централизованной энергосистемы от нагрузки, связанной с зарядкой электротранспорта, решаются, если автомобиль будет сам генерировать электроэнергию, необходимую для движения. Звучит нереально и фантастически, но фантастика зачастую - реальность будущего. Возможно ли создать электромобиль, способный без подключения к внешним зарядным устройствам самостоятельно генерировать электрический ток, который пойдёт на зарядку аккумуляторной батареи и создание тяговой силы при его движении? Задача крайне амбициозная и сложная, но её решение возможно только на основе использования наноматериалов, что вне сомнения произведет переворот в автомобилестроении. И такой наноматериал уже известен, это графен.
Эксперименты, проведённые различными научными центрами, показывают, что графен способен преобразовывать тепловое (броуновское) движение своих атомов, а также энергию окружающих полей излучений, включая нейтрино, в электрический ток. Колебания атомов графена приводят к появлению «графеновых» волн, видимых через микроскоп с сильным разрешением. Колебания атомов графена в виде «графеновой» волны и есть тот процесс, обусловливающий получение энергии и подчиняющийся второму закону термодинамики. На основе полученных знаний о природе колебаний атомов графена, научно-технологической компании Neutrino Energy Group удалось создать многослойный наноматериал на основе графена, который позволил получить мощность, достаточную для его промышленного применения, а также разработать Neutrinovoltaic технологию для различных приложений.
Колебания атомов графена приводят к взаимодействию магнитных и электрических полей в наноматериале и возникновению ЭДС. Отличие от широко используемых в настоящее время электрогенераторов заключается в том, что в Neutrinovoltaic технологии ЭДС возникает не в результате вращения ротора с магнитной катушкой, а из-за вибраций графена в наноматериале.
В настоящее время происходит сертификация бестопливного генератора Neutrino Power Cube, созданного с применением разработанной технологии. Но одно из самых революционных и значимых прикладных применений её - это создание электротранспорта, который сам будет преобразовывать энергию окружающих энергетических полей в электрический ток. Такой проект, получивший название Pi Car, уже реализуется при тесном научном сотрудничестве компании Neutrino Energy Group с индийскими компаниями SPEL Technologies Pvt. Ltd. и C-MET Pune, обладающими передовыми компетенциями в области современных наноматериалов, компьютерных технологий и систем хранения энергии. Сотрудничество осуществляется при поддержке индийского правительства. Результат такого сотрудничества – разработка полностью автономного электромобиля, корпус которого будет сам генерировать электроэнергию, достаточную для движения электромобиля. Полностью готовый Pi-Car электромобиль разработчики планируют представить через 3 года.
Проект Pi Car даёт реальные ответы на возникшую проблематику электромобильной трансформации. Прежде всего, он решает растущие проблемы энергообеспечения за счёт генерации чистой и экономичной электроэнергии без нанесения дополнительного вреда климату и экологическому здоровью Планеты.
