Столичные физики создали уникальный источник электричества

Разработка физиков Института перспективных материалов МИЭТ на первый взгляд выглядит загадочно: пластиковый корпус величиной со спичечный коробок, с прорезями, с одного торца торчат проводки, с другого — крохотный черный рычажок-переключатель. Коробка выкрашена серебристой краской, причем явно обычной кисточкой. «Это макетные образцы устройства», — защищают свое детище физики.

— Наша идея была в том, чтобы объединить в одном устройстве преобразователь тепловой энергии в электрическую и высокоэнергетический материал, являющийся источником тепла, — пояснил научный руководитель проекта Дмитрий Громов. — Эта комбинация позволила нам создать портативный термоэлектрический источник питания.

Уникальность разработки ученых из Зеленограда — источник питания, для простоты называемый батарейкой, не требует обслуживания. Она может храниться пятнадцать лет в диапазоне температур от минус 50 градусов Цельсия до плюс 60.

Для сравнения: если оставить в шкафу стандартный и заряженный «до упора» аккумулятор телефона, он разрядится через год. А на холоде вообще за три-четыре часа. Схожая картина с обычными литиевыми и солнечными батареями.

Энергию инновационная батарейка выдает недолго, около пяти минут. Поэтому она пока не сможет заменить литий-ионные аккумуляторы.

— Но может послужить источником питания для сигнальных устройств — мы видим ее применение в первую очередь в этом, — говорит Громов. — Важно и то, что она не реагирует на влагу и сырость, можно хоть под водой активировать. Испытания показали: мощности достаточно для позиционирования по ГЛОНАСС или передачи сигнала бедствия на спутник связи.

Коллектив разработчиков предполагает, что батарейка будет применяться в устройствах, снабженных датчиками ГЛОНАСС или GPS. Также ее можно применить в аварийно-спасательных жилетах в самолетах, снабженных сигнальными фонариками, и на спасательных надувных плотах. Вдобавок можно использовать в аварийных радиопередатчиках. У них у всех есть источники электроэнергии, но проверять их надо постоянно, раз в несколько месяцев. А с этой разработкой в проверках нет нужды.

— Сферы применения нашей разработки могут быть очень разными — от авиационных спасательных средств до беспроводных квартирных звонков, — говорят разработчики. — Сейчас есть договоренность с полярниками, они берут нашу разработку для испытаний как источник энергии для радиомаяков. Также источник питания сможет найти применение в устройствах для мониторинга природных бедствий и техногенных катастроф.

Профессор Института перспективных материалов и технологий Дмитрий Громов с действующими образцами термоэлектрической батарейки / Фото: Павел Волков, «Вечерняя Москва»

Ученые Национального исследовательского университета МИЭТ разработками в сфере нанотехнологий занимаются уже более десяти лет. Так, в Зеленограде придумывают и создают материалы для накопления энергии, проектируют и формируют массивы наночастиц из благородных металлов, включая золото и серебро. Это, кстати, настоящие технологии завтрашнего дня: массивы нужны для создания наноантенн, по которым будут затем «перекачивать» энергию. А еще здесь занимаются совсем уж загадочными для обывателя вещами: сенсорикой, микронаноэлектроникой, созданием фазовой памяти. И в последней инновационной разработке — батарейке «вечного хранения» — не обошлось без них: «высокоэнергетический материал» содержит специальные наноразмерные порошки и тонкопленочные структуры. Именно нанокомпозитные материалы, в которых осуществляется сохранение энергии внутри устройства, отвечают за сохранность его от влаги.

Работу над изделием на всех стадиях — от компьютерного моделирования до создания макетов — вели на грант Российского научного фонда, а сейчас ее готовятся представить на конкурс «Техностарт», который проводится в «Сколкове». Это даст возможность столичным ученым напрямую выйти на предприятия, инвесторов и предпринимателей, заинтересованных в серийном производстве инновационной батарейки будущего.

ПРЯМАЯ РЕЧЬ

Алексей Дронов,  доцент Института Перспективных материалов и технологий НИУМИЭТ:

— Эта разработка на данный момент не имеет аналогов в мире. Коллектив разработчиков оформил ее в Роспатенте, что гарантирует первенство нашей страны в данном вопросе. Это портативный и полностью автономный источник питания, который можно использовать в условиях, когда иные источники энергии недоступны. Отличительной чертой источника питания прежде всего является то, что он не требует никакого обслуживания, то есть может находиться в спящем режиме около пятнадцати лет, пока не потребуется его активация для передачи энергии. При этом рабочие характеристики устройства с течением времени не ухудшаются, как в случае с солнечными или литий-ионными батареями, у которых происходит ухудшение их емкостных характеристик.

СПРАВКА

В начале декабря НИУ МИЭТ отметил 53-ю годовщину. Университет входит в тройку сильнейших вузов России в рейтинге изобретательской активности, в пятерку лидеров среди технических вузов Москвы согласно Национальному рейтингу университетов и в 20 лучших российских вузов по версии престижного британского издания Times Higher Education. В вузе работают 600 ученых, в том числе шесть членов РАН, 100 профессоров и докторов наук, 300 кандидатов и доцентов.

Кстати, имя ученого Владимира Роменца 12 декабря присвоили Институту экономики и управления промышленными предприятиями Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».