Автор: ecomobile | 15.09.2010

НОВЕЙШИЕ НАНОЭНЕРГОТЕХНОЛОГИИ


Новые знания о механизме движения электронов в конденсированном веществе позволят сделать качественный скачок в наноиндустриальной революции. Это создаст возможность перехода к твердотельной энергосберегающей и экологически чистой энергетике — НаноЭНЕРГЕТИКЕ.
После многолетних усилий нам удалось расшифровать некоторые основные квантовые механизмы движения электронов в твердом теле. На основании этих новых знаний можно создавать наноструктурированные материалы методами атомно-молекулярной инженерии с оптимальными параметрами для конкретного технологического применения:
• термоэлектрические преобразователи прямого действия — преобразование тепловой энергии в электрическую с к.п.д. до 70% — «energy chip»
• термоэлектрические преобразователи обратного действия — преобразование электрической энергии в холод с к.п.д. 50-70% — «freezing chip»
• фотоэлектрические преобразователи с к.п.д. 50-70% — «solar chip»
• аккумуляторы электрической энергии с плотностью 1.6 МДж/кг – «квантовый суперконденсатор».
KNOW-HOW
В настоящее время, теория конденсированного вещества не позволяет вычислить параметры и характеристики соединений любого заданного состава и структуры. Это связано с тем, что используются устаревшие представления о структуре электрона как бесструктурной волне вероятности или как математической точке.
Чтобы понять механизм движения электронов в конденсированном веществе мы построили новую модель электрона. В основе нашей модели лежит учет пространственной структуры электрона, его поля и особенности его движения в конденсированном веществе. При этом учитывались также особенности коллективного движения электронов в конденсированном веществе в зависимости от внешних электромагнитных полей и температуры.
В результате исследований мы нашли, что в некоторых неорганических материалах и полимерах при определенных внешних условиях возможно необычное движение электронной волны в виде кольца диаметром 14.5 нм, вращающегося со скоростью, в 1372 раз меньшей скорости света. По существу это электронное кольцо является двухмерным объектом, двигающемся в трехмерном пространстве конденсированного вещества. Сечение взаимодействия такого кольца с веществом резонансно уменьшается в 137 раз. Сечение взаимодействия спаренных кольцевых электронов с противоположно направленными спинами может исчезнуть полностью. В некоторых веществах этот эффект приводит к высокотемпературной сверхпроводимости при температурах вплоть до 366.6К. При определенных условиях спаренные электроны могут накапливаться в диэлектрике с высокой плотностью.
Наша модель элементарно объясняет загадочный обрыв туннельного тока после превышения вакуумного промежутка свыше 7.25 нм, и удивительное зависание — «левитирование» электронов над поверхностью жидкого или твердого инертного газа на высоте около 7.25 нм.
На базе новой модели электрона нами разработан целый класс квантоворазмерных приборов. В этих приборах используются три различных механизма движения электронов и их групп. Во-первых, механизм прохождение единичных электронов через резонатор в виде наноразмерного кластера, имеющего форму либо наносферы, либо нанотрубочки с характерными размерами 14.5 нм. В таком резонаторе электрон разворачивается в кольцо. Во-вторых — механизм коллективного прохождения кольцевых электронов с однонаправленными спинами в материалах, имеющих фазовый переход металл-полупроводник. Рабочие температуры устройств из таких материалов могут достигать 600К (3270C). В третьих, механизм коллективного прохождения спаренных электронов с противоположно направленными спинами через наноразмерные кластеры и проволоки из сверхпроводящего материала с критической температурой 366.6К (93.5С).
Зная механизмы движения электрона в твердом теле можно управлять его движением. Другими словами, мы можем оптимизировать параметры среды и создать наноструктурированные материалы для конкретных технических применений в энергетике.
КОМПАНИЯ
Наноструктурированные материалы для энергосберегающих технологий являются результатом более чем 12 летних научных исследований Лаборатории атомно-молекулярной инженерии, преобразованной 5 лет назад в ЗАО КЦ «Нанобиология».
ПАТЕНТНОЕ СОСТОЯНИЕ
В настоящее время мы закончили первый этап наших исследований и приступили к международному патентованию и публикации наших результатов.
Ильянок А.М. – заявитель и изобретатель
На основе заявки РСТ BY 98/00012 “QUANTUM-SIZE ELECTRONIC DEVICES AND METHODS OF OPERATING THEREOF” (80 claims) подана расширенная заявка РСТ BY 99/00012 “QUANTUM-SIZE ELECTRONIC DEVICES AND OPERATING CONDITIONS THEREOF” (102 claims) (International Publication Number: WO 00/41247, 13.07.2000). По этой заявке проведен предварительный патентный поиск. Данные поиска опубликованы в Ведомостях PCT. С 2001 года эта заявка переводится в национальные фазы в странах СНГ (евразийская заявка, EA), в странах Европы (европейская заявка, EP), в США (US), в Южной Корее (KR), Китае (CN).
По заявке EA/200100735/27 в Евразийском патентном ведомстве (The Eurasian Patent Office) под названием «КВАНТОВОРАЗМЕРНЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА И РЕЖИМЫ ИХ РАБОТЫ» EA/200100735/27 (70 пунктов) получен евразийский патент №003164 в полном объеме формулы изобретения (70 пунктов) и американский патент (102 пункиа).
Получен евразийский патент в полном объеме формулы изобретения «КВАНТОВЫЙ СУПЕРКОНДЕНСАТОР» PCT/EA02/0006 «QUANTUM SUPEPCAPACITOR» (13 claims). Продолжается международное патентование.
ПРОДУКЦИЯ
«Energy Chip»
Мы предлагаем новую технологию создания термоэлектрического преобразования прямого действия на термоэлектронной генерации электричества с к.п.д. порядка 70%.
Разработанные нами технологии “energy chip” (наше ноу-хау) позволяют создать термо электрический генератор (ТЭГ), в котором камера сгорания топлива отделена от источника электроэнергии. Это позволяет использовать любой вид тепла для получения электрической энергии, в том числе природные источники тепла и атомную энергию. Также можно использовать любой вид углеводородных топлив в наиболее оптимальном режиме каталитического горения, что резко уменьшает загрязнение окружающей среды.
Время непрерывной работы ТЭГ при температурах 1000-1500 К будет 10-30 тыс. часов при стоимости $50-$200 на 1 кВт электрической мощности.
Рынки. Считается, что к 2020 году энергетика в основном перейдет на прямое преобразование энергии углеводородного топлива в электричество с помощью топливных элементов с к.п.д. 40-60%. По оценкам известной аудиторской фирмы Price Waterhouse-Coopers, к 2020 г. объем рынка топливных элементов достигнет $1,7 трлн. (Источник: http://www.fuelcellpath.org).
Переход на термо электрические генераторы на основе “energy chip” с к.п.д. порядка 70%, которые могут использовать любой вид топлива и любые источники тепла, может стать полной альтернативой топливным элементам и занять большую часть этого рынка. Кроме того, технология обладает высокой патентной защитой, что позволит монополизировать рынки.
Дополнительная информация по «Energy Chip»
«Freezing Chip»
Мы предлагаем дальнейшее развитие и усовершенствование технологии “cool chip” путем создания термоэлектрических преобразователей на Nanostructured Thermoelectric Materials для массового рыночного производства – “freezing chip”, с эффективностью порядка 70%. Они будут работать непосредственно от сети (~127 или ~220 или ~380) без трансформаторов и гальванической развязки.
Основными аргументами за рынки сбыта холодильной техники и кондиционеров на основе “Freezing Chip” будут:
1. Уменьшение потребления электроэнергии примерно в 2 раза по сравнению с компрессионными холодильниками.
2. Экологическая чистота продукции за счет отказа от фреонов и соблюдение всех международных стандартов.
3. Бесшумность работы.
4. Высокая надежность и низкие эксплуатационные расходы за счет отказа от механических узлов.
5. Высокая патентная защита.
Рынки. . Мировой рынок продаж только холодильников уже в 2001 году составил 19.7 миллиардов долларов. Стоимость охлаждающего устройства холодильника на “Freezing Chip” будет составлять 20—30% от стоимости холодильника. Тогда объем рыка “Freezing Chip” только для холодильников составит минимум 4 миллиарда долларов в год http://http://www.biz-lib.com/ZGORFM.html. Кроме того, технология обладает высокой патентной защитой, что позволит монополизировать рынки.
Дополнительная информация по «Freezing Chip»
«Solar Chip»
Реальная возможность перехода энергетики с тепловых электростанций на солнечные возникнет только при увеличении к.п.д. преобразования солнечной энергии в электрическую с 10-20% до 40-60% при уменьшении себестоимости в 2 раза.
Мы предлагаем новую технологию создания солнечных элементов с к.п.д. до 70% при себестоимости в 2 раза ниже себестоимости их производства на аморфном кремнии.
Рынки. Сегодня объемы продаж солнечных электрогенераторов увеличились по сравнению с показателями 1995 года в шесть раз и достигли в 2000 году $2,5 млрд. Быстрее всего – на 30% в год – растет сегмент солнечных генераторов (примерно треть всего рынка), подключаемых к центральным электросетям, – в основном в Японии и Северной Америке. Оставшуюся часть поделили примерно поровну солнечные батареи для калькуляторов и походных фонарей, не подключаемые к центральной сети электрогенераторы (для использования в удаленных частных домах или на фермах), а также панели промышленного назначения для досок рекламных объявлений, телефонных кабин и уличного освещения. Наша технология является конкурентоспособной и обладает высокой патентной защитой, что позволит монополизировать рынки.
Дополнительная информация по «Solar Chip»
«Квантовый суперконденсатор»
Мы предлагаем новую технологию создания аккумулятора на основе конденсатора из наноструктурированного диэлектрика, с удельной емкостью 1.6 МДж/кг при обычных эксплуатационных температурах, и практически бесконечным циклом заряда/разряда – квантовый суперконденсатор. Удельная емкость такого аккумулятора будет в 2 раза выше лучших полимерно-литиевых аккумуляторов, не превысит их по себестоимости. Диапазон рабочих температур составит от -700С до 3000С. Срок непрерывной работы составит порядка 10- 30 лет.
Рынки. Рынки аккумуляторов являются исключительно разнообразными, поэтому очень сложно оценить их объемы. Например, рынок аккумуляторов для гибридных и электромобилей будет по объему соизмерим с рынком топливных элементов. Основные сегменты рынка аккумуляторов составят:
• автомобили, гибридные автомобили и электромобили,
• солнечные электростанции,
• буферные накопители энергии для тепловых и атомных электростанций,
• мобильная электроника.
Предлагаемые аккумуляторы смогут полностью заменить все виды твердых химических источников тока (батарейки) одноразового действия и сэкономить огромные ресурсы материалов. Наша технология обладает высокой патентной защитой, что позволит монополизировать рынки.
Дополнительная информация по «Квантовому суперконденсатору»
ВОЗМОЖНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ
Научно-технический прогресс в энергетике, который базировался на достижениях науки 19 века, доведенных до совершенства к концу 20 века, остановился. Новый качественный скачок в энергетике станет возможным только на базе принципиально новых знаний. Создание новых знаний, и создание на их основе новейших технологий – нанотехнологий, является исключительно сложной задачей.
Предлагаемые проекты ориентируются на ключевые направления в энергетике. Нашей основной целью было сформулировать требования к материалам с оптимальными параметрами для конкретного технологического применения. Мы разработали теорию, на основе которой мы рассчитали основные параметры и характеристики конденсированного вещества применительно к предлагаемым нами устройствам и провели ряд экспериментов. Эксперименты показали принципиальную возможность создания устройств для НаноЭнергетики.
Наши научные интересы лежат в области фундаментальных исследований. Поэтому мы не делали детальную проработку технологического применения исследуемых материалов. Кроме того, у нас отсутствует необходимое технологическое оборудование и ресурсы.
Отметим, что мы устранили основные риски возможной технической реализации проекта. При наличии необходимых ресурсов мы готовы закончить изготовление материалов для опытных образцов каждого конкретного устройства по требованию заказчика. Провести расширенное патентование. Совместно с заказчиком довести технологию до серийного производства.
Мы предлагаем редкую возможность для инвестиций венчурного капитала в новую индустрию – НаноЭнергетику.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s

Рубрики

%d такие блоггеры, как: