Создание органических солнечных батарей и калий-ионных аккумуляторов

Вручение призов победителям конкурса «Энергия молодости». Фото с сайта www.energo-union.com

Ассоциация «Глобальная энергия» подвела итоги общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости». Победителями стали трое молодых ученых из Москвы с проектами по разработке органических солнечных батарей, созданию калий-ионного аккумулятора и оптимизации добычи углеводородов. Каждый из победителей получит грант в размере 1 млн руб. на доработку и реализацию своих исследований. Награждение победителей состоится 7 декабря в Конгресс-центре Торгово-промышленной палаты в рамках торжественной церемонии вручения VI международной премии «Малая энергетика – большие достижения».

Конкурс «Энергия молодости» проводится ассоциацией «Глобальная энергия» ежегодно в целях выявления и поощрения наиболее перспективных научных проектов молодых ученых до 35 лет. С 2018 года конкурс проводится по трем номинациям: «Традиционная энергетика» (газ, уголь, нефть, тепловая и электрическая энергия), «Нетрадиционная энергетика» (ВИЭ, атомная энергетика, водородная энергетика, биоэнергетика) и «Новые технологии» (принципиально новые виды технологий/материалов для получения энергии, космические технологии).

В направлении «Нетрадиционная энергетика» лучшей была признана работа Юрия Лупоносова, ведущего научного сотрудника Института синтетических полимерных материалов им. Н.С. Ениколопова. Его проект посвящен разработке полупрозрачных и гибких солнечных батарей на основе органических материалов (с использованием сопряженных органических молекул в основе фотовольтаического слоя). По мнению ученого, новые фотоэлементы имеют ряд преимуществ по сравнению с кремниевыми аналогами, среди которых – легкость и нетоксичность фотоэлементов, а также простота их производства и низкая себестоимость. В основе фотовольтаического слоя батарей исследователь планирует использовать сопряженные органические молекулы. Успешная реализация проекта даст возможность находить новые области применения солнечных панелей, которые в принципе невозможны для традиционных фотоэлементов, например, их можно интегрировать в ткани и одежду, использовать в качестве мобильных электрических станций, изготавливать из них полупрозрачные конструкции зданий, устанавливать внутри помещений и пр.

Проект Станислава Федотова, научного сотрудника Сколковского института науки и технологий, по производству калий-ионного аккумулятора на основе полианионных электродных материалов победил в номинации «Новые технологии». Технология, предлагаемая ученым, подразумевает использование сложных фосфатов калия и переходных материалов уникальной кристаллической структуры. Станислав Федотов убежден, что в скором времени калий-ионные батареи придут на смену литий-ионным в связи с ограниченностью и географической изолированностью лития в природе. По его мнению, очевидные преимущества калиевого сырья – это невысокая цена и доступность его природных источников. «Стоимость карбоната калия составляет менее 5% от цены карбоната лития аналогичного качества», – отметил исследователь.

Проект третьего победителя Ивана Евдокимова, научного сотрудника Технологического института сверхтвердых и новых углеродных материалов, относится к номинации «Традиционная энергетика». Работа ученого связана с совершенствованием технологий гидроразрыва пласта (ГРП), который применяется при добыче углеводородного сырья. В традиционном процессе ГРП используется многостадийный метод добычи, где клапан муфты ГРП отделяет одну ступень от последующей, а для запуска следующей стадии необходимо устранить клапан механически. При этом высока вероятность повреждений скважины, что ведет к значительным финансовым и временным потерям. Разработка Ивана Евдокимова предполагает создание самоустраняющихся запорных элементов муфты ГРП, которые растворяются в буровой жидкости. Актуальность проекта связана с тем, что практически все представленные на отечественном рынке самоустраняющиеся запорные элементы являются импортными. Каждое изделие растворимых клапанов ГРП обходится нефтегазовой отрасли в сумму до 100 тыс. руб. А российская разработка помимо удовлетворения спроса отечественных нефтегазовых компаний станет конкурентоспособна и может быть также реализована на западных рынках.

В 2018 году на конкурс «Энергия молодости» поступил 91 проект из 36 регионов России. Впервые в нем были представлены такие регионы, как Липецкая область, Чукотский автономный округ, Ярославская область. Наиболее популярными направлениями исследований в поданных заявках стали: «Разведка, добыча, транспортировка и переработка топливно-энергетических ресурсов», «Электроэнергетика» и «Возобновляемая энергетика». Более 50% проектов были представлены в номинации «Традиционная энергетика».