"Звездная батарейка" из Дубны

Изобретение звeздной батареи учeные из Института ядерных исследований в подмосковной Дубне называют сенсацией. Превращать энергию Солнца в электричество настолько эффективно не способно ни одно устройство в мире. В основе звездной батареи - гетероэлектрик.
Это новое вещество, открытое российскими учeными. Звeздная батарея в состоянии работать 24 часа в сутки, в отличие от солнечных, которые работают только в светлое время суток. Для регионов, где солнечных дней в году мало, звездная батарея - решение энергетических проблем. Для труднодоступных мест лучшего источника электротока не найти. Легко решается и проблема накопления энергии. Ёмкость звeздной батарейки - в 10 тысяч раз больше, чем у обычной "пальчиковой". Прототипы, на основе которых можно будет запускать серийное производство, учeные обещают сделать через 2 года. Звездная батарея - далеко не единственное открытие ученых из Дубны, не имеющее аналогов в мире.
Вроде как дурь какая. Ищем первоисточник.
Гетероэлектрический фотоэлемент (ГЭФ) в совокупности с гетероэлектрическим конденсатором способны работать в видимом и инфракрасном излучениях. То есть в отличие от солнечных батарей с 20 процентной эффективностью, облачность и ночное время работе для ГЭФ не помеха. Эффективность работы нового устройства при видимом свете порядка 54 процентов, а в инфракрасном спектре - 31 процент, при фототоке в 4 раза выше и массой на 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.
Уже не так фантастично, но все равно, как в сказке
Патенты:




http://www.fips.ru/cdfi/...

Все патентные ссылки, кроме первой (той, где даётся в описание гетероэлектрика), не открываются.
Так что пока принцип фотопреобразования покрыт мраком

А, так лучше, но последняя ссылка всё равно не открывается.

Fakir> А, так лучше, но последняя ссылка всё равно не открывается.
Старый патент, нет реферата в pdf.
P.S. Промахнулся я с подфорумом. Может правообладающие перенесут в научно-технический?

Нигде прямо не сказано, но "между строк" читается, что суперфотоэлемент будет производить электричество и ночью, раз в недостатках обычных фотоэлементов указано "отсутствие возможности получения электроэнергии ночью, при облачности и т.д.", а дальше пишется "У демонстрируемого учеными НЦеПИ образца гетероэлектрического фотоэлемента, являющегося основным компонентом 'Звездной батареи', эти недостатки отсутствуют."

Из чего же делать энергию ночью? Из звёзд, раз он звёздный?

Serge77> Из чего же делать энергию ночью? Из звёзд, раз он звёздный?

тепловое излучение грунта и т.п. ?
вроде пытались использовать
тепловое излучение ночного полушария
Земли для сол.батарей ИСЗ ...

"Звёздный" — это крайне неудачное название с поэтической мотивацией. Он просто инфракрасный, насколько я понял. А где для него в этом ИК в небе фотонов набрать чтобы он полезным был — авторы как-то умалчивают вроде.

Да я заметил, что там про ИК написано. Но сколько же его наберётся ночью? Сколько Ватт на м2 ?

А вот это вообще какие-то чудеса:
"Легко решается и проблема накопления энергии. Ёмкость звeздной батарейки - в 10 тысяч раз больше, чем у обычной "пальчиковой"."

Это даже покруче, чем солнечная батарея, работающая ночью.

Это для полёта ночью на Солнце..

особенно понравилось про пальчиковую батарейку в масщтабе 1 к 10000

Та же дубнинская «звездная батарея»—пример того, как при помощи нанотехнологии можно улучшить качество давно известных процессов. Фотоэффект был открыт более века тому назад: если на пути света поставить какой-нибудь материал, то фотоны света превращаются в электроны внутри этого материала. Теперь директор Научного центра прикладных исследований ОИЯИ Валентин Самойлов и его коллега Олег Займидорога обнаружили, что эффективность этого преобразования можно увеличить в разы. Они создали удивительный материал, из которого собираются делать еще более удивительные устройства.

Ученые научились внедрять в кремниевую пленку толщиной всего в 0,5 мм наночастицы золота. Пленка чувствительна в широком диапазоне—от 300 нм (ультрафиолет) до 1200 нм (инфракрасный диапазон). «Свойства материала изменились настолько сильно, что если в обычных фотоэлементах для получения одного электрона требуется 5–6 фотонов, то нам нужно всего два, а в перспективе—близко к одному»,—рассказывает Займидорога. На практике это означает, что с 1 кв. м мы можем уже сегодня получить около 600 Вт, а в перспективе и 1 кВт энергии»,—рассказывает Самойлов. Получается КПД, близкий к самым лучшим газотурбинным генераторам. Из того же вещества ученые сделали суперконденсатор. Цилиндрик диаметром 3 см может хранить в 200 раз больше энергии, чем автомобильный аккумулятор. Получится набор—«мечта энергетика».

На то, чтобы довести разработку до серийного образца, ученые из Дубны просят $30 млн и полтора года. Иностранцам пока отказывают—надеются, что будут востребованы на родине. «Идеальный вариант—совмещение государственных, частных и общественных интересов»,—говорит Самойлов. Государство ученым потребовалось не из патриотизма, а для защиты, «чтобы не украли». Российскими патентами их изобретение защищено в 24 областях его возможного применения, а вот международными—нет: слишком дорого. Поэтому и на предложения иностранцев они смотрят с подозрением, хотя к ним уже приезжали из GeneralElectric.

Может быть, государство и не заметило бы дубнинских ученых, сославшись на нехватку денег, но тут Путин как раз распорядился «поставить нанотехнологии на поток». Глава Минэкономразвития Герман Греф сообщил, что на развитие этих самых технологий в 2007-м предусмотрено аж 12 млрд. руб.—гигантские по меркам российской науки деньги. У экспертов Минобрнауки другая цифра—на два миллиарда меньше, явно поскромничали или чего-то недоучли (возможно, срочно создаваемую федеральную целевую программу по закупке оборудования для нанотехнологий). Но в любом случае это в разы превышает сумму в 2,5 млрд руб., выделенную в прошлом году.



>если в обычных фотоэлементах для получения одного электрона требуется 5–6 фотонов, то нам нужно всего два, а в перспективе—близко к одному

Вообще-то этот пассаж меня довольно сильно удивил...

Fakir> Вообще-то этот пассаж меня довольно сильно удивил...

Да ну, чего там удивительного. Вот тут диво так уж диво:

"сотрудники Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета сообщили, что завершили разработку мобильной установки для производства «наностроительных материалов» прямо на строительной площадке. Они собираются «механически измельчать вещество до элементарных частиц», после чего вновь собирать, но уже в ту комбинацию, которая образует нужный материал"

Что же делать, если столько денег должны дать. "ученые из разных институтов стали прикидывать, можно ли приделать приставку «нано-» к их проектам."

>>если в обычных фотоэлементах для получения одного электрона требуется 5–6 фотонов, то нам нужно всего два, а в перспективе—близко к одному
Fakir> Вообще-то этот пассаж меня довольно сильно удивил...

А этот?
Fakir>Цилиндрик диаметром 3 см может хранить в 200 раз больше энергии, чем автомобильный аккумулятор.
30Вт*ч/кг*200 = 6кВт*ч/кг = 21.6МДж/кг.

>30Вт*ч/кг*200 = 6кВт*ч/кг = 21.6МДж/кг.

Да без проблем. При помощи обыкновенного бензина можно и 44 МДж на кило хранить.

Вообще рацзерно во всем этом есть? С поправкой на неизбежное журналамерство.

Недавно вот слушал откровения журналамеров о страшной неэкономичности советских утюгов и экономичности западных.

Собственно и обыкновенные сол. батареи меня бы устроили, если бы не одно НО. Надо либо ресурс им втрое поднять при сохранении прочих параметров, либо удельную мощь втрое, при сохранении прочих параметров, либо экологичность производства улучшить.

Fakir> ученые из Дубны просят $30 млн и полтора года. Иностранцам пока отказывают—надеются, что будут востребованы на родине.

либо понимают, что оные за "здорово живешь" 30 лимонов не отвалят.

>>30Вт*ч/кг*200 = 6кВт*ч/кг = 21.6МДж/кг.
TEvg> Да без проблем. При помощи обыкновенного бензина можно и 44 МДж на кило хранить.

Не совсем так. Для получения этой энергии на 1 кг бензина нужно ещё 3.43 кг кислорода, так что получается всего 9.9 МДж/кг. А эта "батарейка" якобы будет давать 21.6МДж/кг сама по себе, без добавок внешних компонентов. Вот это чудеса.

21 МДж\кг .... тротил отдыхает

Ну что же. Там же не химия какая-то, а электричество!

TEvg> Ну что же. Там же не химия какая-то, а электричество!

Это мне напомнило историю с военной кафедры, которую кто-то рассказывал здесь на базе.

Преподаватель рассказывает о радиостанции: "Она излучает 10 КВт. Питается от дизель-генератора мощностью 5 КВт". Вопрос от сильно умных студентов: "А как же она может излучать 10, если генератор ей даёт всего 5"? Преподаватель задумался, пообещал ответить на следующем занятии.

Отвечает:"Мне специалисты подсказали - там стоит усилитель мощности!"

Наверно сейчас бы он ответил "Там использованы новейшие нано-технологии!"

Вот такое вот электричество ;^))

Не я серьезна. Химическая упаковка энергии весьма ограничена.
А вот в электромагнитном поле может можно лучше энергию упаковать.
До сих пор конденсаторы проигрывали, но может быть есть перспективы?

TEvg> Не я серьезна. Химическая упаковка энергии весьма ограничена.
TEvg> А вот в электромагнитном поле может можно лучше энергию упаковать.
TEvg> До сих пор конденсаторы проигрывали, но может быть есть перспективы?
В мурзилке читал что теоретический предел плотности энергии для ионистора, это который конденсатор на двойном электрическом слое, превосходит бензин на порядок или два. Как рванет!

Интересно, а что-нибудь "пьезо" на суточном перепаде температур реально? Можно было бы питать какую-нибудь охранную систему , долговечность ведь бесконечная.

TEvg> Не я серьезна. Химическая упаковка энергии весьма ограничена.
TEvg> А вот в электромагнитном поле может можно лучше энергию упаковать.
TEvg> До сих пор конденсаторы проигрывали, но может быть есть перспективы?
Максимально энергоемкое взаиморасположение зарядов ограничено механической и электрической прочностью материала - то есть, энергиями связи атомов, то бишь - химией.

вантох> Интересно, а что-нибудь "пьезо" на суточном перепаде температур реально? Можно было бы питать какую-нибудь охранную систему , долговечность ведь бесконечная.

долговечность не бесконечная(механика, напряжения...) на солнечных элементах проще. в сша стрелки(на жд) на солнеченых батарейках работают...

Serge77>

Преподаватель рассказывает о радиостанции: "Она излучает 10 КВт. Питается от дизель-генератора мощностью 5 КВт". Вопрос от сильно умных студентов: "А как же она может излучать 10, если генератор ей даёт всего 5"? Преподаватель задумался, пообещал ответить на следующем занятии.
Отвечает:"Мне специалисты подсказали - там стоит усилитель мощности!"
Наверно сейчас бы он ответил "Там использованы новейшие нано-технологии!"
Вот такое вот электричество ;^))

 

Может, 10 кВт - это в импульсе?

>Максимально энергоемкое взаиморасположение зарядов ограничено механической и электрической прочностью материала - то есть, энергиями связи атомов, то бишь - химией.

Ограниченно конечно. Но из получения энергии химических связей при превращениях веществ уже выжали практически все.
А будем хранить эл. заряды - можно будет ввести в действие новый набор материалов и может быть достигнуть более высоких показателей.