Генератор особого режима

Создана батарейка для экстремальных ситуаций
30.05.2019
Борис Ангарский

Новый источник энергии не требует обслуживания и может ждать запуска более десяти лет

В России создали новый автономный термоэлектрический генератор (ТЭГ), который не требует техобслуживания и способен провести в режиме ожидания более десяти лет. В будущем такой ТЭГ может быть использован в устройствах для подачи сигналов бедствия с точными координатами места происшествия - например, в датчиках предупреждения лесных пожаров.

Холодно-горячо

Новый генератор относится к типу термоэлектрических устройств, которые для выработки электричества используют разницу температур двух пластин полупроводникового модуля (эффект Зеебека). При этом главное инженерное нововведение состоит в том, что для разогрева «горячей» пластины решили использовать термитный наноматериал на основе алюминия и никеля.

- Термитные материалы известны уже более века, в настоящее время их используют при сварке металлических изделий. Для нашей разработки мы применили их особую разновидность - наноразмерные порошки, способные выделять большее количество тепла за счет более высокой скорости прохождения реакции, - рассказал ассистент Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Егор Лебедев. - Кроме того, разработанный состав термитного материала не требует атмосферного кислорода, вместо него используется специальный окислитель в составе порошка, что позволяет ему работать в любых условиях окружающей среды.

Инженеры создали работающий прототип, который при малом размере (два коробка спичек) способен вырабатывать электроток силой в 100 миллиампер при напряжении в 3,5 вольт в течение двух минут. Этого достаточно, например, для работы современного смартфона в режиме разговора, если аккумулятор полностью разряжен или испорчен.

По словам специалистов, заявленные показатели могут обеспечить быстрый доступ к электроэнергии в экстремальной ситуации - в частности, для подачи сигналов бедствия с указанием точных географических координат.

Перспективность устройства подтвердили и в Физико-техническом институте (ФТИ) им. А.Ф.Иоффе.

- Термитный материал действительно может послужить хорошим источником тепла для генераторов, особенно в условиях отсутствия доступа к другим видам энергии, - отметил заведующий лабораторией физики термоэлементов ФТИ Александр Бурков. - Но при этом следует учитывать, что высокая температура его горения может повлечь за собой риски возникновения пожара при работе устройства. Впрочем, в современной технике они минимизированы.

В ожидании пожара

Еще один плюс нового источника питания в том, что он не требует обслуживания.

- Устройство может находится в «спящем» режиме более десяти лет - до тех пор, пока не потребуется его запуск для генерации электричества, - пояснил старший научный сотрудник Института перспективных материалов и технологий НИУ «Московский институт электронной техники» Сергей Дубков. - Характеристики генератора с годами не ухудшаются, как в случае с электрическими аккумуляторами, у которых со временем происходит саморазряд и деградация емкостных характеристик.

Кроме того, разработчики заявляют, что прибор надежно защищен от посторонних воздействий за счет герметичного корпуса.

По мнению ученых, данные свойства позволят использовать устройство в качестве питающего элемента для автономных датчиков пожарных сигнализаций, которые самоактивируются при повышении температуры выше критической. В настоящее время в них применяют литий-ионные или щелочные аккумуляторы, которые требуют замены каждые два-три года.

Также генераторы можно будет использовать для питания научных приборов в дальних экспедициях и в качестве источников энергии в необслуживаемых датчиках, которые будут предупреждать о критических повреждениях особо важных строительных конструкций - например, мостов. По словам ученых, возможно применение разработки и в космосе - в качестве резервного источника питания для спутников, который запускается при возникновении технических проблем. Например, если у аппарата не раскрылись солнечные батареи.

Однако некоторые эксперты оценивают возможности такого ТЭГа осторожно.

- Электрическая емкость стандартных щелочных батареек сопоставимого размера в тысячи раз превосходит аналогичную характеристику нового устройства, что существенно ограничивает его применяемость, - считает эксперт по автономным термоэлектрическим генераторам Петр Шостаковский. - Впрочем, это не значит, что подобные генераторы не нужны. За счет высокой надёжности, автономности и длительного срока хранения их действительно было бы полезно применять в качестве источников питания для самоактивирующихся аварийных датчиков систем безопасности.

При получении необходимого финансирования производство нового генератора может начаться уже через два-три года.

Источник: Известия

Читайте другие наши материалы