Научный коллектив НИТУ «МИСиС», под руководством заведующего кафедры физической химии профессора Михаила Астахова совместно с ООО «ТЭЭМП» (входит в холдинг «РОТЕК») завершили тестирование инновационной пусковой системы, основанной на суперконденсаторах собственной разработки. Автономная система способна запускать двигатели тяжелой колесной, гусеничной и авиационной техники при экстремально низких температурах (до -60°С).

Автономное устройство, предназначенное для запуска при низких температурах авиационного и бортового оборудования, двигателей судов малой авиации, а также тяжелой техники при низких температурах, представляет собой «кофр», содержащий внутри гибридный накопитель электроэнергии на основе модуля суперконденсаторов и бензиновый генератор. В данной конфигурации генератор заряжает суперконденсатор, который выдает одномоментно очень мощный пусковой заряд.

Основным элементом суперконденсатора, накопителя электроэнергии, стал полученный научным коллективом НИТУ «МИСиС» наноуглеродный материал с уникальной развитой структурой поверхности, обладающей максимальной площадью на единицу объема, так называемые «вискерсы».

По словам руководителя проекта со стороны ООО «ТЭЭМП» Владимира Туманова, «нашей командой была предложена принципиально новая идеология конструкции и технология сборки модулей суперконденсаторов, благодаря которым трудоемкость изготовления накопителей была снижена почти на порядок. На кафедре физической химии НИТУ «МИСиС», которую возглавляет Михаил Астахов, одновременно была предложена не менее оригинальная технология получения электродных материалов из органических волокон. В совокупности эти две идеи позволяют в перспективе снизить себестоимость изготовления накопителя энергии почти в 3 раза».

Новый материал электролита обеспечивает более эффективное хранение и накопление электроэнергии торможения гибридных и электромобилей. Этот материал может использоваться в стационарной энергетике, импульсной технике, и даже в медицине — для электрокардиостимуляторов, томографов и рентгеновских аппаратов.

Разработанное устройство пусковой системы способно работать в автономном режиме, не требует наличия электросети и в заряженном состоянии способно 10 раз подряд завести, к примеру, тяжелый самосвал при температурах от -40 °C до -60° C. Пусковая система может использоваться для запуска самолетов малой авиации, которые требуют большой мощности в короткий промежуток времени, что быстро выводит обычные аккумуляторы из строя.

По сравнению с аналогами, модули на базе суперконденсаторов ООО «ТЭЭМП» обладают повышенными эксплуатационными характеристиками: высокими удельным напряжением и энергоемкостью. Уникальная конструкция позволяет снизить их массу и размер на 30% по сравнению с уже существующими устройствами.

Компания ООО «ТЭЭМП» планирует открыть первую очередь промышленного производства инновационных суперконденсаторов в городе Химки Московской области в первом квартале 2017 года.

Что такое «вискерсы»

Углеродный материал из органического волокна, имеющий уникальные свойства: высокую проводимость тока, повышенную удельную энергоемкость — до 20 Ф/см³ (фарад/ куб. см) активной массы — и низкую себестоимость производства, что весьма важно в промышленных инновациях. По совокупным качественным характеристикам новый материал успешно конкурирует с графеном и нанотрубками, при этом в разы превосходит их по дешевизне: грамм графена стоит около 1000$, килограмм разрабатываемых углеродных «вискерсов» — порядка 20$.

В отличие от двухмерного графена, эти материалы являются трехмерными наноструктурами с заданным распределением пор (3D), что обеспечивает уникальную энергетическую «емкость» и требуемую электропроводность, которая определяет КПД системы.