IMBG (imbg) wrote,
IMBG
imbg

Category:

Украинские суперконденсаторы

Это интервью я в свое время взял по заказу New Scientist Ru. К сожаленью, в мартовский номер вошла только малая часть нашего разговора, и с разрешения всех заинтересованных лиц я публикую тут полный текст интервью, которое взял у украинского физика Юрия Малетина.


Юрий Малетин


Почему везде ваш продукт называют "суперконденсатор", и не можем ли мы его называть как-то иначе?

Суперконденсатор – это торговая марка компании Panasonic. Поэтому в США обычно говорят ultracapacitor. Правильное название (т.е. такое, которое отражает физическую суть изделия) – конденсатор двойного электрического слоя. А приставка СУПЕР или УЛЬТРА просто отражает сверхвысокую емкость этих конденсаторов – до 10 Фарад в одном куб.см. конденсатора.

Еще в 19-ом веке Гельмгольц (Hermann von Helmholtz) ввел в науку понятие о двойном электрическом слое; правда он не изобрел соответствующий конденсатор. Первые патенты были зарегистрированы в США в конце 50-х – начале 60-х годов 20-ого века. Называть его можно аббревиатурой DLC (Double Layer Capacitor), или DL-конденсатор.

В чем принципиальная разница аккумулятора от конденсатора? 

Аккумулятор всегда содержит разные электроды, изготовленные из разных материалов. В ходе разряда один электрод окисляется, другой восстанавливается. Таким образом работает вся масса электродов. Вследствие того, что материалы электродов различны, сразу после сборки аккумулятора он уже (как правило) готов к работе и на его клеммах уже фиксируется разность потенциалов (напряжение). 

В конденсаторе же, как правило, электроды выполнены из одинакового материала (например, нанопористый уголь с высокой удельной поверхностью в обычных суперконденсаторах). Поэтому после сборки суперконденсатора никакой энергии в нем нет: ее нужно сначала накопить, т.е. зарядить конденсатор. Любой конденсатор – это не источник энергии (как аккумулятор), а ее накопитель. В качестве механического аналога можно привести пружину - если мы ее растянем, она уже обладает энергией и способна произвести работу. В конденсаторе мы растягиваем не пружину (механически), а заряды (электрически).



Принципиальная схема конденсатора (рис из статьи в New Scientist Ru)


В свое время вы образовали компанию
APowerCap
. Что с ней теперь?

APowerCap де факто умерла в середине 2009 года, хотя де юре еще существует. Ситуация простая – те, кто взялся инвестировать в разработку суперконденсаторов, оказались финансово несостоятельными. К тому же добавился известный финансовый кризис. В конце 2009 года нашу исследовательскую группу «подхватил» другой инвестор, который предложил и другое имя. Поэтому сейчас компания называется YUNASKO Ltd. с дочерней компанией Юнаско-Украина в Украине, которая зарегистрирована в Лондоне. 

Вы считаете себя украинским или английским ученым? Или сегодня, в глобализированном обществе, это не столь важно?

Наука не бывает американской или украинской – наука развивает весь мир. Но я живу и работаю в Киеве, являюсь гражданином Украины. Не собираюсь менять ни место жительства, ни гражданство, хотя приходилось (в течение нескольких месяцев) работать и за рубежом. И работал с удовольствием и пользой!

В прошлом вы были завкафедрой КПИ? Почему вы не смогли совмещать преподавание и изобретательскую деятельность?

Я заведовал кафедрой физической химии КПИ с 2002 по 2007. Мне нравится преподавать (точнее, общаться с умными студентами). Когда совмещать стало трудно (у завкафедрой много обязанностей помимо чтения лекций), пришлось уйти.

Скажите, как так получилось, что вы совершили прорыв такого уровня? Когда начались работы?

Мы начали в 1989 году – это был спецпроект Минэлектронпрома СССР. Когда мы поняли, что основное преимущество конденсаторов – низкое внутреннее сопротивление (и как следствие – высокая удельная мощность), мы стали исследовать все составляющие этого сопротивления. 

Вы получили первую премию на конкурсе в Силиконовой долине в 2008. Что нового случилось в этом, 2010 году?

Да. Как раз в этом году мы «запустили» новую компанию YUNASKO, о которой мы говорили в начале. И «на волне энтузиазма» существенно улучшили характеристики наших DL-конденсаторов, в частности, еще более увеличили их удельную мощность.

В YUNASKO сейчас работают более 60-ти человек. Весь основной персонал лаборатории, КБ и Опытного производства сохранился. Пришла и новая способная молодежь. Кроме того, мы более активно начали сотрудничать (или правильнее будет сказать: возобновили сотрудничество) с Академией наук.

 



Screenshot сайта Yunasko


Где может быть использован ваш конденсатор?

Везде, где потребление энергии допускает возможность кратковременных мощных импульсов. А такие ситуации встречаются очень часто. Например, в бытовой электронике. Японская компания NEC Tokin еще в 2004 году сообщала об использовании комбинированных источников энергии (аккумулятор и DLC, соединенные параллельно) в сотовых телефонах, цифровых фотоаппаратах, лэптоп-компьютерах и др. Освобождение аккумулятора от пиковых нагрузок приводило к продлению его жизни в 1.5-2 раза и улучшало безопасность работы всей системы. 

Также DLC уже сейчас используют в ветроэнергетических станциях, системах
UPS («бесперебойники»).Наш же DL-конденсатор массой 1 кг способен выдать мощность такую же, как автомобильный аккумулятор массой 30-40 кг. И это при к.п.д. 95%.

Могут ли конденсаторы быть применены в обычных автомобилях?

DLC способен запустить двигатель лучше, чем аккумулятор, но у аккумулятора много других задач по обеспечению автомобиля электроэнергией. Лучшее решение – комбинированный источник питания, в котором параллельно соединены небольшой аккумулятор и DLC. Последний будет отвечать за запуск двигателя и покрывать другие мощные импульсы (разгон авто, мощные басы в аудиосистеме, и др.). А первый будет обеспечивать остальные потребности, требующие не высокой пиковой мощности, а постоянной в течение длительного времени.

Если необходимость в конденсаторе столь очевидна, почему ж их до сих пор нет на широком рынке?

В настоящее время рынок суперконденсаторов невелик – порядка 350 миллионов долларов США. Одна из причин – не все потенциальные потребители знают об их преимуществах. Другая причина – они еще пока дороги, рынок DLC тормозится их высокой стоимостью. В частности, нанопористый уголь, который используется для изготовления электродов, пока является довольно дорогим. 

Наша же компания нацелена на использование дешевого электродного материала, и уже применяем некоторые из них в своих изделиях.

Так а когда же мы сможем купить в розничной сети конденсаторы для своего авто? Когда появятся они в метро, железной дороге, авиации?

Уже появились. Я, например, видел большие модули DL-конденсаторов, которые компания ISE в San Diego устанавливает на гибридные и электроавтобусы. Выпускают подобные автобусы и в Китае. Компания Siemens широко внедряет DLC на трамвайных и железнодорожных линиях. Но самому покупать и устанавливать DL-конденсаторы (или другие системы электропитания) на свою машину не советую – это должны делать специалисты.



 Фото из статьи в New Scientist Ru


Скажите, а вы уже продаете ваши суперконденсаторы?

Мы пока являемся R&D компанией. Кроме лаборатории и небольшого КБ у нас есть опытное производство, которое выпускает небольшие партии DLC разных номиналов. Свои DL-конденсаторы не продаем, а отдаем для испытаний даром. Ищем партнеров для организации совместного производства. Возможны и другие формы сотрудничества.

Что ж, будем ждать новостей рынка. Расскажите, что в первую очередь вы планируете сделать сейчас?

Запустить, наконец, производство. Тем более, что рынок уже, кажется, созрел и лучше понимает преимущества DL-конденсаторов, чем это было лет 5 назад. Вероятно, запускать массовое производство легче и быстрее с подготовленным партнером.


Ссылка по теме: 
YUNASKO Ltd

Tags: non, science news
Subscribe

promo imbg september 10, 2015 18:16 3
Buy for 10 tokens
Наконец я собрался и запустил свой сайт: без особой концепции и особых навыков, а как-то просто так, щоб було: starokadomskyy.com Изначально, я хотел сделать его неким онлайн-резюме, которое я б использовал при поиске новых позиций. однако практика показала, что никто не будет копаться в…
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 27 comments