Звездные батареи - наше будущее

«.....СЕНСАЦИЯ В НАУЧНОМ МИРЕ - Московские ученые изобрели новый источник электроэнергии - так называемую, "звездную батарею". "Звездная батарея" может стать итогом поиска альтернативных источников энергии.

Основой звездной батареи стал изобретенный группой сотрудников НЦеПИ новый материал – гетероэлектрик. Принцип создания гетероэлектрика: в "матрицу" из одного материала (например, кремния) вкрапляются на расстоянии, меньшем длины волны внешнего излучения (которое потом будет преобразовываться в электроэнергию), атомы другого материала (например, золота). Такой гетероэлектрик является основой не только для звездных батарей, но еще для 30-ти различных устройств и технологий, применение которых возможно как минимум в 24 областях науки и техники (упоминались, например, "объемные" лазеры, наномикроскопы, квантовые компьютеры, ненавесные элементы интегральных схем, наноусилитель электрического излучения и т.д.). Среди них – гетеро-электрические емкости (конденсаторы) необыкновенной компактности, которые в том числе являются накопителями электрического заряда звездных батарей. Гетероэлектрическая емкость величиной 0, 11 Фарады занимает объем 180 см3 и весит несколько граммов. Для сравнения: электрическая емкость всей планеты Земля составляет примерно 2 Фарады.

И еще несколько цифр для осмысления: мощность, снимаемая с 1 кв. метра звездной батареи, составляет 600 ватт. Мощность солнечного излучения – 1300 ватт на квадратный метр. Вся мощность солнечного излучения, приходящегося на нашу территорию, оценивается в 100 тысяч гигаватт, средняя потребляемая мощность в целом по стране составляет 100 Гигаватт. Получаем мы эту электроэнергию на гидро-, тепло-, атомных электростанциях. А можем получать (при умелом использовании звездных батарей) напрямую от Солнца.

Фантастическую картину такого светлого будущего каждый может нарисовать себе сам. При этом для продвижения в производство всего пакета из 30-ти запетентованных устройств требуется примерно 1 млрд долларов инвестиций.

Очень хочется думать, что такое продвижение наконец состоится. Потому что недавно корпорация "Норильский никель", с которой НЦеПИ вел переговоры о партнерстве, предпочла на средства, вдесятеро превышающие те, что просили наши изобретатели на доведение звездной батареи до опытного образца (примерно 30 млн долл.), приобрести пакет акций американо-английской фирмы по разработке водородного топлива. Кстати, аналога наших звездных батарей нет нигде в мире. В Институте возобновляемой энергии США смогли изобрести солнечные батареи с эффективностью преобразования энергии 34%. А звездные, работая круглосуточно, преобразуют, напомним, 54% энергии излучения видимого, и 31% невидимого спектра. Неужели не чувствуется разницы?

На практике, эффективность звездных батарей может быть в 50 раз выше, чем у солнечных. Возможно, совсем скоро это приведет к появлению новых электростанций, а все переносные аккумуляторные устройства станут работать без подзарядки в десятки раз дольше.

При этом ГЭФ имеет массу полупроводникового вещества на ватт энергии в 1000 раз меньше, чем у фотоэлементов современных солнечных батарей. Полученные расчеты указывают на то, что себестоимость гетероэлектрического фотоэлемента звездной батареи будет ниже себестоимости фотоэлемента современной солнечной батареи.

Обо всем этом говорилось на презентации образца звездной батареи, на которую в Дубну прибыли представители министерств, Торгово-промышленной палаты РФ, посольства Объединенных Арабских Эмиратов в России, корпораций США и Японии, и, конечно, отечественных заводов, федеральной и региональной прессы. И среди многочисленных вопросов и замечаний прозвучала фраза, которая может оказаться ключевой. Представитель ТПП РФ В.Я.Юртеев заявил: "Мы предлагаем свою площадку для дальнейшего вашего диалога с бизнесом и властью. Это может быть мегапроектом в инновационной сфере, о необходимости которого сейчас говорит российское правительство. Мы хотим предложить провести серию встреч по продвижению вашей продукции в деловые круги".

Увы, не только "Норникель", но и многочисленные госструктуры не смогли это понять. А вот представители Арабских Эмиратов и Японии очень заинтересовались. "Отдайте японцам, они быстро все сделают", - эта шутливая фраза, прозвучавшая в кулуарах презентации, вызвала искреннюю радость представителя Японии. Вот и опять спросим себя: неужели и звездные батареи лет через -дцать будем импортировать из-за границы тоннами, как сейчас мобильные телефоны и компьютеры?

Источник

ДОПОЛНЕНИЕ

Звездная батарея - Stars battery

В мае 2006 года ученые ОИЯИ в Дубне встретили полувековой юбилей уникальными открытиями. Научный Центр Прикладных Исследований (НЦеПИ) института провел презентацию - демонстрацию 'звездной батареи', а также технологий и устройств, которые не имеют аналогов в мире.
Основой 'звездной батареи' послужило открытое специалистами НЦеПИ новое вещество - гетероэлектрик. Идея нового вещества заключается в том, что размазанный в широком спектре длин электромагнитных волн солнечный свет, гетероэлектрик, на основе наночастиц из золота и серебра, загоняет на одну частоту, тем самым, усиливая в несколько раз эффект.

Гетероэлектрический фотоэлемент (ГЭФ) в совокупности с гетероэлектрическим конденсатором способны работать в видимом и инфракрасном излучениях. То есть в отличие от солнечных батарей с 20% эффективностью, облачность и ночное время работе для ГЭФ не помеха. Эффективность работы нового устройства при видимом свете порядка 54%, а в инфракрасном спектре – 31%, при фототоке в 4 раза выше и массой на 1 ватт энергии в 1000 меньше, чем у фотоэлементов, существующих солнечных батарей. Расчеты показывают, что стоимость 'звездной батареи' будет намного ниже, чем у всех существующих современных устройств.

НЦеПИ приглашает заинтересованных партнеров к сотрудничеству в создании на основе нового вещества опытных и серийных образцов приборов и устройств.
Сергей Гор
Справка:

Гетероэлектрик, защищенный 'зонтиковым' патентом РФ N2249277, охватывающим 24 направления науки и техники, позволяет осуществлять управление магнитным полем и его преобразование с целью создания приборов и устройств с прогнозируемыми оптическими, электрическими и магнитными свойствами. На способы и устройства с использованием гетероэлектрика специалистами НЦеПИ получены следующие патенты, не имеющие аналогов в мире:

Наноусилитель электрического излучения (N 2266596);
Электрический конденсатор и ненавесные элементы интегральных схем (N2266585);
Зеркало (2265870);
Способ генерации когерентного электромагнитного излучения и дипольный нанолазер на его основе (N2249278);
Оптическое стекло (N2209785);
Фотокатод (N2216815);
Гетерогенный фотоэлемент (N 2217845);
Фотоэлемент (N2222846)
Специалистами НЦеПИ подана также заявка на оптическое стекло из гетероэлектрика с рекордным показателем преломления света (превышающим современные показатели в десятки раз). В настоящее время слабое применение солнечной энергетики обусловлено следующими ее недостатками:

низкая эффективность преобразования света в электрический ток (не более 20%);
отсутствие возможности получения электроэнергии ночью, при облачности и с малым количеством солнечных дней в году;
отсутствие высокоэффективных и экологически безопасных источников накопления энергии (в настоящее время используются аккумуляторы).
У демонстрируемого учеными НЦеПИ образца гетероэлектрического фотоэлемента, являющегося основным компонентом 'Звездной батареи', эти недостатки отсутствуют. Зато имеются явные преимущества:

- эффективность преобразования видимого спектра cоставляет -54%, что значительно превышает существующие мировые показатели, а эффективность преобразования инфракрасного спектра - 31% , что даже выше, чем у современных солнечных батарей.
- фототок гетероэлектрического фотоэлемента (ГЭФ) в 4 раза выше, чем у современных солнечных батарей.