МОСКВА, 25 марта. /ТАСС/. Инновационный материал для высокоемких накопителей энергии — суперконденсаторов, применяемых в электротранспорте, разработали в Московском авиационном институте (МАИ). Он позволит вдвое повысить их энергоемкость и дать российскому рынку продукт, способный заменить зарубежные аналоги, сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

«В основе нашего решения лежит специальная методика обработки токопроводящего углеродного волокна — бусофита. Материал обладает сверхпористой структурой, за счет чего площадь его поверхности в 2,5 раза больше, чем у аналогов. Это позволяет эффективно использовать доступное пространство для накопления энергии. Технология, которую сегодня применяют в России и за рубежом, уже достигла предела: удельная энергоемкость созданных суперконденсаторов составляет 5-10 Вт-ч/кг. Наша методика позволила увеличить этот показатель до 20 Вт-ч/кг», — рассказал автор проекта, студент МАИ Макар Войтухов, чьи слова приводятся в сообщении.

Проект реализуется в рамках гранта «Студенческий стартап» от Фонда содействия инновациям. В состав команды разработчиков входят как опытные специалисты университета, так и студенты института «Аэрокосмические наукоемкие технологии и производства» МАИ. Научное руководство проектом осуществляет заведующий кафедрой «Радиоэлектроника, телекоммуникации и нанотехнологии», профессор Владимир Слепцов.

Суперконденсаторы представляют собой накопители энергии, характеризующиеся высокой скоростью заряда и разряда. Они широко используются в электротранспорте — электробусах, трамваях, поездах, автомобилях — для накопления энергии, выделяемой при особом виде торможения — рекуперативном. Когда водитель нажимает на педаль тормоза, система управления переводит электродвигатель из режима потребления энергии в режим ее выработки. Хотя двигатель больше не создает тягу, колеса продолжают двигаться по инерции и вращать вал двигателя — то есть ротор продолжает крутиться внутри статора. Благодаря этому вырабатывается переменный ток, который поступает в систему управления питанием. Там с помощью инвертора он преобразуется в постоянный ток и перенаправляется в суперконденсатор.

«С помощью новой электроимпульсной установки в поры материала внедряют наночастицы из серебра, цинка, магния, алюминия размером всего 15-45 нанометров. Ученые точно контролируют распределение частиц, а те равномерно заполняют поры и поверхность волокна, ложась тонкой и ровной пленкой. Благодаря этому суперконденсатор быстрее заряжается, дольше держит заряд, имеет более продолжительный срок службы», — пояснили в вузе.

Проект находится на стадии лабораторных испытаний. В ближайших планах — оптимизация процесса модификации углеродного волокна с использованием наночастиц. Затем — проектирование и сборка установки для отработки технологии в условиях, приближенных к реальному производству, изготовка и сертификация первой партии опытных образцов.