Расход Топлива на Гибридных Автомобилях

Научным коллективом лаборатории «Накопители электрической энергии» НИТУ «МИСиС» разработаны материалы для электродов суперконденсаторов – устройств для преобразования энергии торможения гибридных автомобилей, позволяющее улучшить их экологические параметры и сократить потребление топлива на 30%. Возглавляют исследования руководитель лаборатории Владимир Туманов и профессор Михаил Астахов, заведующий кафедрой физической химии университета.

Основным элементом суперконденсатора, накопителя электроэнергии, стал полученный научным коллективом наноуглеродный материал с уникальной развитой структурой поверхности, обладающей максимальной площадью на единицу объема. На научном сленге такая структура называется «вискерсы» или «бакенбарды».

Этот углеродный материал из органического волокна имеет уникальные свойства – высокую проводимость тока, повышенную удельную энергоемкость – до 8 Фарад/кв. см – и низкую себестоимость производства, что весьма важно в промышленных инновациях. По совокупным качествам новый материал успешно конкурирует с графеном и нанотрубками, и в разы превосходит их по дешевизне: грамм графена стоит около 1000$, килограмм углеродных «вискерсов» – 20$. В отличие от двухмерного графена, «бакенбарды» являются трехмерными наноструктурами с заданным распределением пор (3D), что обеспечивает уникальную «ёмкость» и «компактность» материала.

Новый материал обеспечивает более эффективное хранение и накопление электроэнергии торможения в электрических или гибридных автомобилей с последующим её использованием при разгоне. Этот материал может использоваться в стационарной энергетике, импульсной технике, и даже в медицине – для электрокардиостимуляторов, томографов и рентгеновских аппаратов.

Подобный материал, но с существенно более низкими характеристиками по удельной ёмкости был испытан на нескольких вариантах Ё-мобиля, а в августе 2015 г в накопителях энергии для городских гибридных автобусов общим напряжением около 900 В. Эффективность работы рекуператоров подтверждены реальными ходовыми испытаниями. При использовании нового материала габариты и стоимость рекуператоров снизятся на 30%.

В 2017 году сотрудники кафедры планируют перейти к экспериментальному производству разработанных материалов для их проверки в накопителях электрической энергии уже промышленного производства.