17.08.2018
Сегодня в рубрику «Взгляд эксперта» мы пригласили доктора химических наук, чтобы поговорить о «Первом элементе».Такое название носит технологический конкурс Up Great, организованный РВК и нацеленный на создание новых энергетических установок для транспортных средств на водородных топливных элементах. Лидер конкурса, заведующий лабораторией ионики твёрдого тела института проблем химической физики РАН, профессор Юрий Добровольский рассказал, в чём заключается данный проект, и задачах, которые поставлены перед участниками.
- На каких примерах лучше всего показать преимущества новых источников энергии? Конечно, на автомобилях. Они хорошо знакомы каждому из нас. Поэтому был придуман конкурс «Первый элемент. Земля», в котором одинаковые машины должны проехать как можно дольше, используя новые источники энергии. Автомобиль на современном аккумуляторе смог бы проехать всего один час. А в этом конкурсе они должны двигаться не менее 3 часов по заранее заданной программе.
Аналогично задуман и конкурс «Первый элемент. Воздух». Только теперь одинаковые мультикоптеры с новыми топливными элементами, созданными командами, должны продержаться в воздухе как можно дольше. Коптеры на аккумуляторах обычно летают не более получаса. Здесь мы ожидаем увидеть аппараты, способные быть в воздухе не менее 3 часов на одной заправке.
▶️Как выбирался технологический барьер?
- Достаточно просто – величина энергоёмкости должна быть выше, чем у любого аналогичного изделия в мире. Для простоты восприятия энергоёмкость была переведена в другую величину – время работы электродвигателя и соответственно время, которое автомобиль должен ездить, а мультикоптер летать.
Я думаю, что всем очевидно, чем плохи нынешние двигатели внутреннего сгорания, используемые в транспорте. Это шум, загрязнение окружающей среды, использование продуктов переработки нефти, газа и угля. Большинство из нас понимает, что современная техника старается избавиться от таких двигателей и перейти к электрическим, экологически чистым.
Основные работы в этом направлении касаются создания и применения высокоёмких аккумуляторов. Однако из-за их низкой энергоёмкости устройства, оборудованные ими, движутся гораздо меньшее время, чем обычные бензиновые автомобили. Аккумуляторы, кроме того, стоят достаточно дорого, быстро выходят из строя и очень медленно заряжаются. У топливного элемента нет таких недостатков. Его энергоёмкость во много раз выше, чем самого современного аккумулятора, время зарядки – всего несколько минут, и единственным продуктом его работы является вода.
▶️С какими основными сложностями столкнутся участники в процессе поиска решения для преодоления барьера?
- Трудностей возникает огромное количество: от научных до технологических и конструкторских.
Во-первых, участникам придется синтезировать достаточно большое количество новых материалов, что потребует глубоких фундаментальных научных знаний. Во-вторых, создание самого топливного элемента, состоящего из множества материалов с различными функциональными свойствами, - сама по себе сложная технологическая задача. В-третьих, для того чтобы элемент получился лёгким, но надёжным, необходимо применять современные материалы, а значит, надо обладать обширными знаниями в этой области.
Кроме того, энергоустановка содержит достаточно большое количество дополнительных элементов: источники водорода, аккумуляторы, систему энергоменеджмента. В команду придётся набирать специалистов из различных областей науки и техники (химиков, физиков, электронщиков, программистов, конструкторов), необходимы еще и недюжинные организаторские способности.
Мы надеемся, что в конкурсе «Первый элемент. Воздух» будут участвовать студенческие и молодежные команды, а в «Первом элементе. Земля» мы дадим посоревноваться более профессиональным коллективам, уже работающим в этой области.
▶️Призовые средства победитель расходует по своему усмотрению или есть какие-то предписанные статьи?
- Полностью по своему усмотрению.
▶️Возможна ли ситуация, когда две-три команды разработают очень схожие прототипы, одинаковые по эффективности? Как будет определяться номер один?
- Победителя может не быть совсем, если ни один из участников конкурса не сможет пролететь или проехать без зарядки не меньше 3 часов (т.е. не преодолеет барьер). Абсолютный победитель будет только один – тот, чья установка проработает дольше всех. Однако если несколько участников преодолеют барьер, те, кто занял второе и третье места, тоже будут премированы.
▶️По вашим прогнозам, когда наступит будущее: запустят массовое производство и использование водородных топливных элементов для транспортных средств?
- Будущее наступает прямо на наших глазах. Водородные заправки ударными темпами строятся во всех развитых странах. Водородные автобусы ездят в большинстве европейских столиц. Ведущие автопроизводители тестируют опытные образцы легковых водородных автомобилей. «Тойота» выпустила первый рыночный продукт - «Тойота Мирайя», - который уже начал продаваться на международном рынке.
Молодые фирмы во всём мире создают прототипы различных транспортных средств на водороде – от самолётов до кораблей и локомотивов.
И мы надеемся, что наш конкурс даст толчок и привлечёт новые молодые силы к решению этой проблемы в России.
Смотреть на Facebook
- На каких примерах лучше всего показать преимущества новых источников энергии? Конечно, на автомобилях. Они хорошо знакомы каждому из нас. Поэтому был придуман конкурс «Первый элемент. Земля», в котором одинаковые машины должны проехать как можно дольше, используя новые источники энергии. Автомобиль на современном аккумуляторе смог бы проехать всего один час. А в этом конкурсе они должны двигаться не менее 3 часов по заранее заданной программе.
Аналогично задуман и конкурс «Первый элемент. Воздух». Только теперь одинаковые мультикоптеры с новыми топливными элементами, созданными командами, должны продержаться в воздухе как можно дольше. Коптеры на аккумуляторах обычно летают не более получаса. Здесь мы ожидаем увидеть аппараты, способные быть в воздухе не менее 3 часов на одной заправке.
▶️Как выбирался технологический барьер?
- Достаточно просто – величина энергоёмкости должна быть выше, чем у любого аналогичного изделия в мире. Для простоты восприятия энергоёмкость была переведена в другую величину – время работы электродвигателя и соответственно время, которое автомобиль должен ездить, а мультикоптер летать.
Я думаю, что всем очевидно, чем плохи нынешние двигатели внутреннего сгорания, используемые в транспорте. Это шум, загрязнение окружающей среды, использование продуктов переработки нефти, газа и угля. Большинство из нас понимает, что современная техника старается избавиться от таких двигателей и перейти к электрическим, экологически чистым.
Основные работы в этом направлении касаются создания и применения высокоёмких аккумуляторов. Однако из-за их низкой энергоёмкости устройства, оборудованные ими, движутся гораздо меньшее время, чем обычные бензиновые автомобили. Аккумуляторы, кроме того, стоят достаточно дорого, быстро выходят из строя и очень медленно заряжаются. У топливного элемента нет таких недостатков. Его энергоёмкость во много раз выше, чем самого современного аккумулятора, время зарядки – всего несколько минут, и единственным продуктом его работы является вода.
▶️С какими основными сложностями столкнутся участники в процессе поиска решения для преодоления барьера?
- Трудностей возникает огромное количество: от научных до технологических и конструкторских.
Во-первых, участникам придется синтезировать достаточно большое количество новых материалов, что потребует глубоких фундаментальных научных знаний. Во-вторых, создание самого топливного элемента, состоящего из множества материалов с различными функциональными свойствами, - сама по себе сложная технологическая задача. В-третьих, для того чтобы элемент получился лёгким, но надёжным, необходимо применять современные материалы, а значит, надо обладать обширными знаниями в этой области.
Кроме того, энергоустановка содержит достаточно большое количество дополнительных элементов: источники водорода, аккумуляторы, систему энергоменеджмента. В команду придётся набирать специалистов из различных областей науки и техники (химиков, физиков, электронщиков, программистов, конструкторов), необходимы еще и недюжинные организаторские способности.
Мы надеемся, что в конкурсе «Первый элемент. Воздух» будут участвовать студенческие и молодежные команды, а в «Первом элементе. Земля» мы дадим посоревноваться более профессиональным коллективам, уже работающим в этой области.
▶️Призовые средства победитель расходует по своему усмотрению или есть какие-то предписанные статьи?
- Полностью по своему усмотрению.
▶️Возможна ли ситуация, когда две-три команды разработают очень схожие прототипы, одинаковые по эффективности? Как будет определяться номер один?
- Победителя может не быть совсем, если ни один из участников конкурса не сможет пролететь или проехать без зарядки не меньше 3 часов (т.е. не преодолеет барьер). Абсолютный победитель будет только один – тот, чья установка проработает дольше всех. Однако если несколько участников преодолеют барьер, те, кто занял второе и третье места, тоже будут премированы.
▶️По вашим прогнозам, когда наступит будущее: запустят массовое производство и использование водородных топливных элементов для транспортных средств?
- Будущее наступает прямо на наших глазах. Водородные заправки ударными темпами строятся во всех развитых странах. Водородные автобусы ездят в большинстве европейских столиц. Ведущие автопроизводители тестируют опытные образцы легковых водородных автомобилей. «Тойота» выпустила первый рыночный продукт - «Тойота Мирайя», - который уже начал продаваться на международном рынке.
Молодые фирмы во всём мире создают прототипы различных транспортных средств на водороде – от самолётов до кораблей и локомотивов.
И мы надеемся, что наш конкурс даст толчок и привлечёт новые молодые силы к решению этой проблемы в России.
