Экспансия ВИЭ. Когда они станут конкурентоспособными - прогноз учёного

- Сценарий широкомасштабного внедрения возобновляемых источников энергии будет продолжаться. Сегодня солнечная энергия может конкурировать с ископаемыми источниками энергии, и её стоимость продолжает снижаться. Через 10 лет ВИЭ станут на 100% конкурентоспособными. Это произойдёт благодаря технологиям силовой электроники.

С её помощью некоторые из наиболее перспективных ВИЭ - например, энергия ветра и фотоэлектричество - меняют свои основные характеристики, как правило, в части производства электроэнергии. Но также важны и вопросы разработки технологий, их внедрения, в том числе в сфере преобразования энергии, управления системами и синхронизации.

Будет вводиться больше интеллектуальных систем для контроля над возобновляемыми источниками энергии, особое внимание будет уделятся вопросам формирования крупномасштабных систем, а технологии хранения энергии будут внедряться всё больше и больше.

Фреде Блобьерг, профессор Университета Ольборг, лауреат премии «Глобальная энергия»

https://globalenergyprize.org/ru/

❗️«Глобальная энергия» учредила новую награду - исключительно для российских учёных

Уже есть первый лауреат - почётный диплом ассоциации получил академик РАН, доктор физико-математических наук, профессор Виктор Маслов. Формулировка — «За фундаментальный научный вклад в обеспечение безопасности ядерной энергетики». От имени «Глобальной энергии» награду заслуженному учёному, отметившему в этом году 90-летие, вручил вице-премьер Александр Новак.

«Вам, первому обладателю этого почётного диплома, хотели вручить его за фундаментальный вклад в развитие энергетики и повышение энергетической безопасности, потому что мы знаем какую роль вы сыграли в развитии наших электрических сетей, а также в решении проблем Чернобыльской АЭС», — заявил вице-премьер на церемонии.

«Премия живёт своим чередом, там появляется всё больше молодых лауреатов. Но вы в фундаменте. Если бы не ваши работы, не было бы на чем молодым строить свои достижения», — отметил президент ассоциации Сергей Брилёв.

Вручение диплома сопровождается денежным призом в 1 млн. рублей.

Виктор Маслов — специалист в области математической физики, функционального анализа, теории дифференциальных уравнений в частных производных, механики и квантовой физики. Автор и соавтор свыше 600 опубликованных научных работ.

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/24/globalnaya-energiya-uchredila-novuju-nagradu-dlya-rossijskih-uchenyh-2/

Добыча угля сократилась, но отрасль восстановится. Интервью с губернатором Кузбасса

Президент «Глобальной энергии» Сергей Брилёв поговорил с руководителем Кемеровской области Сергеем Цивилёвым о нынешнем положении дел в угольной отрасли и её перспективах. Вот некоторые цитаты:

- - Добыча снизилась примерно на 10 -11%, а вот от пандемии у нас угольная отрасль не пострадала. Во-первых, мы угольную промышленность никогда не закрывали весь период. Во-вторых, все наши промышленники с самого начала присоединились к совместной работе. Каждое предприятие создало свой режим допуска, контроля за состоянием здоровья своего персонала, членов семей.

- Нам надо больше развивать потребление электроэнергии, и если мы будем производить электроэнергию дешёвую, то конкурентоспособность нашей экономики резко возрастёт. Но мы разрабатываем параллельно и другие способы развития угольной промышленности. Это, например, получение водорода из угля, которое в 3,5-4 раза дешевле, чем путём электролиза.

- Европа продолжает покупать сибирский уголь. Мы открыли новые рынки. Это Турция и в Африку поставляем. Плюс заработал и набирает обороты новый терминал – это Тамань. Мы его отдельно выделили, это юг Запада, туда прирост очень хороший получился. Через этот терминал, он глубоководный, наши угольщики пробуют поставлять и на далёкие рынки.

- Угольщики проходили много кризисов. Жизнь показала, что те угольщики, которые во время кризиса не сворачивают свое производство, а продолжают дальше двигаться и развиваться, сохраняют свои технологии, сохраняют своих людей наступает момент, когда они все свои потери в момент кризиса потом восстанавливают за счёт высокого рынка.

Полный текст интервью - по ссылке. 

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/24/s-civilev-ugolshhiki-prohodili-mnogo-krizisov-i-te-kto-sohranyal-svoi-tehnologii-vsegda-vosstanavlivalsya/

8️⃣Рециклинг энергии
Из доклада Международной Ассоциации «Глобальная Энергия» «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

- Термин «эксергия» был введён в 1956 году и происходит от греческого слова «ergon» — работа и приставки «ex», означающей здесь высокую степень. Важно, что эксергия является физическим, а не экономическим критерием, и определяет независимость этого параметра от конъюнктурных колебаний цен. В отличие от энергии эксергия количественно определяет способность производить работу. Такие понятия как «энергосбережение» и «экономия энергии», в действительности означают экономию эксергии. Использование эксергии отходов производства не только уменьшает расход соответствующего энергетического сырья, но и приводит к снижению капиталовложений в добычу и переработку этого сырья.

Основная тенденция развития мусоросжигания — переход от прямого сжигания ТБО к оптимизированному сжиганию выделенной из ТБО горючей (топливной) фракции и переход от сжигания как процесса ликвидации ТБО к сжиганию как процессу, обеспечивающему, наряду с обезвреживанием отходов, получение тепловой и электрической энергии. Термическое обезвреживание — обязательный элемент любой системы обращения с отходами. Извлечение энергии из отходов получило широкое распространение в мире и является общемировой тенденцией Waste-to-Energy.

Заводы «Энергия из отходов» являются очевидной частью решения рециклинга энергии, так как они восстанавливают качественную энергию (электричество, тепло и пар) из остаточных не подлежащих переработке отходов и заменяет ископаемое топливо. Для дальнейшей оптимизации процессов рециклинга отходов с выработкой тепла и электроэнергии, уменьшения вредного воздействия на окружающую природную среду, необходимо использовать эксергетический подход. Добываем мы не энергию, а вещества с большим содержанием эксергии (работоспособной энергии). Беречь надо топливо, как основной источник эксергии и электроэнергию, как поток эксергии. Удельные значения эксергии и энтальпии могут быть определены для практически всех элементов таблицы Менделеева, если выбраны «нулевые» вещества для их расчёта. Такими могут стать вещества окружающей природной среды: вода, углекислый газ, воздух, окислы металлов, серы и др. элементы естественного происхождения. Это позволяет оценить эксергетическую ценность отходов по их известному составу, в том числе для процессов рециклинга. Использование понятия эксергии позволяет создать фундамент для разработки новых, более совершенных малоотходных (экологически чистых) технологических процессов.

Сергей Елистратов, заведующий кафедрой тепловых электрических станций, Новосибирский государственный технический университет

https://globalenergyprize.org/ru/10-proryvnyh-idej-v-energetike-na-sledujushhie-10-let/

Ограничения по углеродному следу не имеют отношения к России, так как наша страна поглощает СО2 больше, чем производит вся ее промышленность, транспорт и энергетика. Об этом заявил губернатор Кузбасса Сергей Цивилев в разговоре с главой международной ассоциации «Глобальная энергия» Сергеем Брилевым.

Руководитель главного угольного региона отметил, что объем углекислого газа, который поглощают российские леса, намного превосходит выработку этого газа в России. Фактически, Россия служит для других развитых стран экологическим буфером, принимающим на себя часть их углеродного следа. Поэтому нельзя вести речь о снижении добычи угля в России или сокращении угольной электрогенерации.

Даже производство водородных топливных элементов на базе угля будет обходиться в три с лишним раза дешевле, чем при использовании возобновляемых источников энергии.

Подробнее: https://youtu.be/pm9renvjRMk

Газ в 2020 и в долгосрочной перспективе. Оценка «Газпрома»

В уходящем году наиболее значимым событием, в том числе в энергетике, стала пандемия новой коронавирусной инфекции. Вместе с тем, её влияние на мировой газовый рынок было достаточно ограниченным. По предварительным оценкам «Газпрома», в 2020 снижение мирового спроса на газ составило около 2%, в то время как потребление других ископаемых видов топлива сократится более существенно.

В долгосрочной же перспективе спрос на природный газ будет расти. Ожидается, что к 2040-му потребление газа в мире возрастёт на 1,3 трлн. куб. м и составит более 5,3 трлн. куб. м.

В целом, события этого года, изменившие текущую конъюнктуру мирового газового рынка, не окажут существенного влияния на долгосрочные прогнозы. Главная причина – уникальные свойства природного газа как энергоносителя, позволяющие одновременно обеспечить энергетическую безопасность и устойчивое развитие в глобальном масштабе.

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/23/spros-na-prirodnyj-gaz-v-dolgosrochnoj-perspektive-budet-rasti/

Ядерная энергетика: проблема отходов и запасы урана. Говорит учёный

- Главной и пока нерешенной проблемой является наличие больших объёмов ядерных отходов, которые будут сохранятся в окружающей среде на протяжении миллионов лет. Несколько стран приняли решение о досрочном прекращении использования ядерной энергии. В таких условиях атомной энергетике даже сложно сохранить уже имеющуюся долю в мировом энергобалансе.

При текущем уровне производства атомной энергии в мире, которая составляет несколько процентов энергобаланса, запасы урана представляются достаточными для развития отрасли. Проблемы с нехваткой запасов могут возникнуть в том случае, если в будущем атомная энергетика увеличит свою долю в производстве энергии. Однако, на мой взгляд, это очень маловероятно.

Карло Руббиа, лауреат Нобелевской премии по физике, лауреат премии «Глобальная энергия»

Биодизель на отработанном масле. Новая функция ресторанного бизнеса?
Продолжаем тему биотоплива

Биодизель производится из растительных масел, животных жиров и даже водорослей и переработанных пищевых жиров, его можно использовать в обычных автомобильных двигателях, смешивая с произведенным из нефти дизелем. Наиболее распространена смесь с 20-процентной долей биодизеля, однако в некоторых видах топлива она может доходить и до 100%. У биодизеля, между тем, есть один серьезный недостаток - он быстро становится густым при низкой температуре. Кроме того, многие эксперты также говорят о большем расходе такого топлива.

Биодизель из масла, на котором жарили картофель фри - звучит как фантастика? А между тем это реальность, которая открывает огромные возможности для множества ресторанных сетей по всему миру.
Впервые возможность использования биотоплива с обычным двигателем запатентовала компания Renault в девяностые годы. По свидетельствам использующих или тестирующих машины на таком топливе водителей, выхлопы от автомобилей на биодизеле и пахнут иначе: например, маслом, жареным картофелем или даже семечками.

Одними из крупнейших производителей биоэтанола являются США, Бразилия, Китай, ЕС, Индия, биодизеля - Европа, США, Бразилия, Аргентина, Индонезия.

9️⃣Химическое топливо из солнечного света
Из доклада Международной Ассоциации «Глобальная Энергия» «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

- Тот факт, что фотосинтезирующие организмы могут использовать неисчерпаемую солнечную энергию для синтеза высокоэнергетических молекул, привлекает внимание науки к использованию энергии солнечного света для синтеза химических топлив. Солнечный свет имеет много перспектив в развитии альтернативной энергетики, как в солнечном электричестве, так и в фотоэлектрохимическом оборудовании.

Солнечный свет является элементом множества различных способов производства химического топлива. Сюда входят: производство биотоплива из биомассы; производство водорода в процессе жизнедеятельности микроводорослей; производство биотоплива с помощью фотокатализа, выполняемого искусственными устройствами. Каждый из этих способов обладает своими преимуществами и недостатками. Для успешного развития этих методов и преодоления существующих недостатков потребуются дальнейшие исследования во всех перечисленных секторах. В настоящее время самым популярным солнечным топливом является биотопливо, получаемое из растительной биомассы.

В то же самое время, топливом будущего считается молекулярный водород, поскольку он представляет собой не содержащее углерода химическое соединение, обогащённое энергией. Фотоводород может быть получен либо в результате жизнедеятельности микроорганизмов, либо за счёт фотокатализа. Первый способ проще, но не так эффективен. Недорогие, стабильные, эффективные, экологичные искусственные или полу-искусственные системы, основанные на естественном фотосинтезе для производства водорода из воды, являются наиболее привлекательными объектами для исследований и разработок в области солнечной энергии. Текущие успехи в разработке этих устройств значительны, но их повсеместное использование пока не представляется возможным из-за ряда проблем...

Сулейман Ифхан-оглы Аллахвердиев, заведующий лабораторией управляемого фотосинтеза, Институт физиологии растений Российской академии наук

Биотопливо и его перспективы - поистине неисчерпаемая тема, уже неоднократно нами затронутая. Мы продолжим писать о ней, в том числе опираясь на доклад «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет».  

https://globalenergyprize.org/ru/10-proryvnyh-idej-v-energetike-na-sledujushhie-10-let/

Слова классика

— Трудно сказать, какая наука «главнее». Может быть, биология по части фундаментальных открытий обещает больше, хотя и это не факт. Но то, что без физики в XXI веке достойно не прожить, сомнений не вызывает. Повышение эффективности энергетических установок, энергосбережение, решение экологических проблем — все это немыслимо без фундаментальных физических исследований. А связь физики и энергетики видна невооруженным глазом. Какой энергетический агрегат ни возьми, от парового котла до лампочки, все они начинались с физики, с открытий Уатта, Фарадея, Ленца, Максвелла...

Геннадий Месяц

Тренды мировой энергетики. Мнение учёного

- У каждого региона мира есть свой путь развития энергетической отрасли. Так, Германия планирует, что к 2050 году 80% генерации энергии будет происходить за счет ВИЭ, а некоторые страны, например, Франция заявляют о готовности уже в ближайшие годы полностью отказаться от использования в энергетике органического топлива. Если говорить об общемировых тенденциях, то отмечу усиление развития экологически чистых и эффективных технологий переработки органического топлива, дальнейшее освоение возобновляемых источников энергии, особенно солнечной энергетики, и разработку эффективных методов преобразования и хранения энергии, включая топливные элементы.

Что касается России, то, несмотря на большие запасы органического сырья, для эффективного функционирования энергетической системе страны необходимо комплексное обновление инфраструктуры, повышение энергоэффективности национальной экономики и разумное освоение возобновляемых источников энергии. Наиболее перспективными видами ВИЭ являются солнечная энергетика и петротермальные источники энергии (подразумевает использование тепла сухих пород Земли на глубинах от 3 до 10 км, где температура достигает 350 градусов). Петротермальная энергетика – наиболее перспективное и экологически чистое направление развития мировой энергетики, она предоставит доступ к практически неисчерпаемым энергетическим ресурсам, сохраняя экологическую безопасность.

Сергей Алексеенко, академик, научный руководитель Института теплофизики СО РАН, лауреат премии «Глобальная энергия»

https://globalenergyprize.org/ru/2018/10/02/energetika-fundament-razvitiya-ekonomiki-gosudarstv-sergej-alekseenko-vystupil-v-misis-v-ramkah-energii-znaniya/

Смена парадигмы и экогорода. Нобелевский лауреат размышляет

- Сейчас происходит смена парадигмы, ориентированная на переход к низкоуглеродному будущему. Сжигание углеводородов не может больше служить гарантией экономического роста – нужны новая экономическая парадигма, инвестиции в возобновляемую энергетику и более совершенная, ориентированная на энергетику, налоговая система. Надо переходить в новую эру, где сжигание природных ресурсов не может больше гарантировать конкурентоспособность. Именно углеродные рынки и ценообразование на углерод будут одним из ключевых факторов, определяющих успех или провал усилий мирового сообщества по борьбе с изменением климата. В том числе, немалая роль в системе построения парадигмы трёх «Э» отводится созданию экогородов.

В экогороде минимизировано потребление воды, автомобили и другой городской транспорт должен быть максимально безвреден для воздуха, промышленность и производство соответствуют всем экологическим нормам без содержания вредных веществ при изготовлении, а утилизация и переработка мусора должна иметь высокие экологические нормы, где не допускается причинение ущерба окружающей среде. Таким образом, задача экогородов — обеспечение здорового и качественного уровня жизни населения в городе, в регионе, в стране и на планете.

Рае Квон Чунг, лауреат Нобелевской премии мира, член Международного комитета по присуждению премии «Глобальная энергия»

https://globalenergyprize.org/ru/2017/07/14/budushhee-chelovechestva-opredelit-celenapravlennoe-uglerodnoe-regulirovanie-rae-kvon-chung-o-perspektivah-zelenoj-ekonomiki/

Пик - в 2025 году. Китай ждёт увеличение спроса на нефтепродукты

По прогнозу Sinopec, пик спроса на бензин в КНР придётся на 2025, а на дизель - на 2021 год. Это произойдёт на фоне последствий пандемии коронавируса и роста числа электромашин. При этом в ближайшую пятилетку Китай должен нарастить мощности НПЗ до почти 20 млн баррелей в сутки с 18 млн. баррелей.

Соответственно, государство нарастит и экспорт нефтепродуктов — на 30% к 2025. Вопрос заключается в том, будет ли спрос на эти нефтепродукты. Промышленность во всём мире столкнулась с избытком предложения и недостаточным спросом на нефть и нефтепродукты из-за пандемии и серьёзных ограничений.

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/25/kitaj-zhdet-pika-sprosa-na-nefteprodukty-v-2025-godu/

🔟Искусственный фотосинтез
Из доклада Международной Ассоциации «Глобальная Энергия» «10 прорывных идей в энергетике на следующие 10 лет»

- Природа демонстрирует нам очень эффективные молекулярные процессы, которые, если их сымитировать, позволили бы нам удовлетворить наши потребности. Преимуществоих состоит не только в их высокой эффективности, но и в том, что в своем метаболизме они используют широко распространенные на Земле химические элементы.

Если нам удастся воспроизвести их, мы получим недорогие и экологически чистые устройства. Для достижения успешного результата в этой области нам предстоит объединить интеллектуальную силу и знания ученых, работающих в различных областях, таких, как биология, химия, биохимия, физика, биофизика, химическая инженерия, машиностроение и электротехника и компьютерные науки. Наконец, нам стоит напомнить себе, что необходимо овладеть всей информацией об основах фотосинтеза.

Вот какие есть катализаторы для искусственного фотосинтеза:
Кислород-выделяющие комплексы (КВК) и их искусственные аналоги. Эти катализаторы должны накапливать
окислительно-восстановительные эквиваленты, аналогичные тем, что присутствуют в нативном КВК.
Гидрогеназы и их искусственные аналоги. Эксплуатация гидрогеназ в качестве промышленных катализаторов нецелесообразна, но они являются основой для искусственных катализаторов производства водорода.

Важными элементами искусственного фотосинтеза наряду с катализаторами являются фотосенсибилизаторы, антенны и электронные преобразователи. В том числе и система «искусственный лист». Кстати, успех последней позволяет нам верить в многообещающее будущее области искусственного фотосинтеза.

Сулейман Ифхан-оглы Аллахвердиев, заведующий лабораторией управляемого фотосинтеза, Институт физиологии растений Российской академии наук

Тема искусственного фотосинтеза чрезвычайно богата и будет развита в наших дальнейших публикациях.

https://globalenergyprize.org/ru/10-proryvnyh-idej-v-energetike-na-sledujushhie-10-let/

Достоинства «Северного потока-2». Оценка Rystad Energy

Спрос на газ в Германии к 2034 году должен вырасти на 20% - с нынешних 90 млрд. кубометров до 110 млрд. кубометров. При этом самым дешёвым источником поставок может стать российский трубопровод «Северный поток». Таков прогноз аналитиков Rystad Energy.

ФРГ намерена к 2022 году прекратить работу всех своих АЭС, а к 2038-му — угольных электростанций. Это означает, что потребление газа в стране вырастет. И даже для поддержки работы ВИЭ нужен более стабильный источник энергии. «Если Германия решит, что цена является наиболее важным фактором, Nord Stream 2 продолжится, поскольку он диверсифицирует поставки на рынок, снижая риск высоких цен на энергоносители», — говорит глава Rystad Energy по энергетическим и газовым рынкам Карлос Торрес Диас.

Как отмечают эксперты, значительная часть газа, поступающего в ФРГ, проходит через третьи страны, что повышает зависимость страны от геополитических обстоятельств и повышает важность прямого доступа к новым поставкам, в том числе через «Северный поток — 2». «Строительство «Северного потока-2» позволяет Германии лучше согласовывать поставки газа из США и России, а немецкие покупатели могут использовать своё положение для заключения лучших условий сделок по поставкам», — отмечают в Rystad Energy.

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/25/severnyj-potok-2-mozhet-stat-samym-deshevym-istochnikom-gaza-dlya-germanii-schitajut-eksperty/

Животные - для энергетики. Перспективное направление
Продолжаем тему биотоплива

Энергетики применяют и газообразное биотопливо - смесь метана и углекислоты, полученный при разложении биомассы. Биомассой в данном случае может выступать что угодно - например, крайне перспективным является навоз от животноводческих фабрик, очистки любого пищевого производства, трава.

В Финляндии, например, анонсировано появление первой автостанции, заправляющей транспорт биогазом, полученным из переработанного навоза. Топливо будут поставлять фермеры, сотрудничающие с крупнейшим производителем молочной продукции. Кроме того, сейчас учёные работают над установками, позволяющими получать биогаз из водорослей и отходов водорослей, а затем направлять его на выработку электроэнергии.

Между тем, пока в России биогаз остаётся скорее уделом малого и среднего бизнеса, чем крупных компаний. Причина - отсутствие субсидий для дорогостоящих биогазовых установок со стороны государства.

Леса Бразилии начали выделять больше СО2, чем поглощать. Публикация Science Advances

Как выяснили учёные, бразильская сельва за пределами Амазонии с 2013 года выделяет больше углекислого газа, чем поглощает его. Таким образом, теперь на рост концентрации парникового газа в атмосфере могут влиять и леса.

Исследователи следили за состоянием сельвы на 32 участках с 1987 по 2000 годы, в среднем наблюдение за каждым участком велось 15 лет. Специалисты исследовали связь между скоростью набора биомассы и повышением концентрации углекислого газа в атмосфере и влияние климатических и антропогенных факторов на количество запасённого углерода, забирая пробы древесины, почвы и отслеживания климатические изменения.

И семь лет назад тропические леса Бразилии начали терять углерод — сейчас потери составляют 130 кг элемента на гектар в год. Учёные объясняют это двумя причинами. С одной стороны, леса на изученных участках начали меньше поглощать углекислый газ — на 2,6% в год, а с другой — общее количество CO2 в атмосфере Земли выросло на 3,4%.

В ближайшие годы тенденция будет усиливаться, и леса начнут выделять всё больше углекислого газа, предупреждают эксперты.

https://globalenergyprize.org/ru/2020/12/25/lesa-brazilii-nachali-vydelyat-bolshe-uglekislogo-gaza-chem-pogloshhat/

Халил Амин. Изобретатель катода NMC
Чем прославились учёные, получившие премию «Глобальная энергия»?

Уже десятилетия мир говорит о солнечной, ветряной и других видах альтернативной энергии. Но все эти ресурсы напоминают сундук с сокровищами, к которым нужно подобрать ключ. Во-первых, энергию солнца или ветра нужно извлечь. Во-вторых, из-за стихийного и переменного характера источника она поступает нестабильно, и потому её нужно накопить. Кроме того, человечество стало таким мобильным, что самый большой вопрос, который его занимает – это как взять с собой энергию. Для телефонов, компьютеров, автомобилей. Растёт спрос на ёмкие, небольшие и способные к большому количеству зарядок аккумуляторы.

Именно в этом поле вот уже много лет и работает Халил Амин. Он занимался созданием новых катодов и анодов для литий-ионных батарей, участвовал в разработке новых жидкостно-полимерных электролитных систем, литий-кислородных, литий-сернистых, натрий-ионных аккумуляторов и в прочих исследованиях. Он одним их первых изобрёл 5-вольтный шпинельный катод LiNi0.5Mn1.5O4, активно внедряемый в настоящее время в энергосистемы различных стран.
Главным достижением учёного считается изобретение катода NMС, одной из наиболее успешных литий-ионных катодных формул, разработанных на сегодняшний день. Оксид лития, никеля, марганца, кобальта (LiNiMnCoO2), сокращенно именуемый NMC, стал основным катодным порошком для разработки аккумуляторных батарей для электроинструментов, электровелосипедов и других электрических силовых агрегатов. Он обеспечивает высокую общую производительность, превосходную удельную энергию и самую низкую скорость саморазогрева среди всех основных катодных порошков, что делает его предпочтительным вариантом для автомобильных аккумуляторов.

Катод получил название «концентрационный катод с полным градиентом», и после публикации соответствующей статьи в журнале Nature Material в 2012 г. был лицензирован несколькими крупными предприятиями по производству аккумуляторных батарей и автомобилей. NMC-катод сейчас широко применяется в бытовой электротехнике и электромобилях Chevy Volt, Chevy Bolt, Nissan Leif, Fiat Chrysler, BMW I3 и I8, Ford, Toyota, Honda и Hyundai. Именно он будет использоваться в электромобилях будущего и интеллектуальных сетях.

Месяц и молния. Как наш соотечественник приучил стихию

Статистика показывает: практически каждый год в каждый пассажирский самолет в полете попадает молния. И никогда это не приводит к аварии. Современные самолеты относятся к таким происшествиям спокойно: они рассчитаны на встречу с атмосферным электричеством. Более того, каждый самолет в ходе заводских испытаний проходит тестирование на удар молнии. Но для таких испытаний нужна «прирученная молния». Лауреат премии «Глобальная энергия» Геннадий Месяц дал возможность людям приручить настоящую молнию.

Что интересно, к этому прославленный ученый шел со студенческой скамьи, когда на четвертом курсе выбрал себе темой курсовой получение наносекундных электрических импульсов высокой мощности. Как потом вспоминал Геннадий Андреевич, «предложение, сделанное тогда, определило всю мою дальнейшую жизнь». Академик описывал свою работу так: «она была посвящена проблеме получения мощных наносекундных импульсов, то есть импульсов с высоким напряжением и большим током и очень маленькой, порядка миллиардной доли секунды продолжительностью. Напомню, что за одну наносекунду луч света проходит тридцать сантиметров. […] Задача состояла в том, чтобы измерить с высокой точностью скорость развития электрического разряда в твердом диэлектрике».

После курсовой была практика, которая переросла в диплом, а уже из диплома начала вырастать новая теория получения высоковольтных импульсов с наносекундным фронтом. Мощность такого импульса, за счет того, что очень большая энергия высвобождается в очень короткое время, может превышать мощность всех электростанций мира. Как шутит Месяц, он начал заниматься нанотехнологиями раньше всех, только работал не с нанометрами, а с наносекундами.

Сразу же за дипломом последовали два настоящих открытия – редко кому из ученых удается такое. Явление взрывной электронной эмиссии – лавинообразное увеличение эмиссии электронов в результате взрыва анода сейчас называется эффектом Месяца. Он сумел в деталях рассмотреть, что происходит в тот момент, когда между катодом и анодом происходит разряд. Оказалось, что перед самим пробоем, той самой молнией, происходят микровзрывы крошечных неоднородностей в катоде, которые всегда присутствуют – и металл плавится, взрывается, выбрасывая расплавленную каплю. Физики впервые увидели, как бьет рукотворная молния – и сумели приручить ее. Специальная подготовка неоднородностей на катоде позволила получать гораздо более мощные наносекундные импульсы.

Так молодой физик благодаря нестандартному взгляду на вещи сделал то, что не удавалось никому в мире. «Всё это стало окончательным доказательством того, что электрическая дуга – то процесс порционный, обусловленный взрывами струй жидкого металла. (…) Почему ни у кого ничего не получалось? Все работали в классическом стиле: термоэмиссия, автоэмиссия, испарение твердого тела. А там нет твердого тела, там жидкое тело, жидкий металл» – рассказывает Геннадий Андреевич.

Премия «Глобальная энергия» в 2003 году была вручена Месяцу за «разработку мощной импульсной энергетики и фундаментальные исследования в этой области».

Из «Книги о людях, изменивших мир», автор - Ирина Белашева.