Новая энергетика и новые материалы для энергетики

альтернативные источники энергии и современные устройства хранения и накопления энергии

Суперконденсаторы, материалы для суперконденсаторов, солнечные батареи, электрохимические конденсаторы, ветрогенераторы, альтернативные источники энергии в Украине

В настоящее время все чаще возникает вопрос замены традиционных источников энергии ввиду их неэффективности в разных отраслях, путем  замены на новые перспективные альтернативные возобновляемые источники энергии. Учеными активно ведутся исследования по разработке новых компактных эффективных устройств хранения энергии, в том числе разработка, исследование новых материалов для литий-ионных батарей и суперконденсаторов, а также технологий их производства.

Центр Материаловедения активно принимает участие в разработке, исследовании свойств и производстве современных материалов для нового поколения устройств хранения и накопления электрической энергии - электрохимических конденсаторов, суперконденсаторов, а также для литий-ионных батарей. Кроме этого MRC занимается проектированием, расчетами и инженерным дизайном новых устройств хранения энергии.

Мы имем успешный опыт участия в научно-исследовательских R&D проектах в области новой энергетики: по разработке технологий производства уникальных углеродных наноматериалов для электродов (активного материала) суперконденсаторов, разработке дизайна энергетических силовых устройств (ячеек потоковых суперконденсаторов совместно с Университетом Дрекселя,США); R&D проект по переработке использованных батарей для электроприводного транспорта; международный исследовательско-технологический проект по разработке новых материалов для аккумуляторных батарей электроприводного транспорта (проекты организованы Департаментом Энергетики США, Арагонской лабораторией и Брукхейвенской лабораторией совместно с УНТЦ).

Также Центр Материаловедения занимается внедрением прогрессивных технологий и оборудования по превращению и использованию энергии ветра для локальных энергосистем, а также разрабатывает оборудование в области электрической солнечной энергетики. Центр материаловедения разрабатывает, проектирует, изготавливает, поставляет и устанавливает ветрогенераторы разных мощностей по индивидуальным заказам для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии небольших и больших объектов, таких как – особняки, коттеджи, загородные дома, отели, дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, производственные цеха или там, где отсутствует подача электроэнергии. Одного ветрогенератора вполне достаточно для автономного функционирования придорожного магазина, небольшого отеля, ресторана, кафе.

Солнечные установки - это системы энергосбережения. Солнечная энергетика является серьезной альтернативой традиционной энергетике уже в настоящее время. Солнечные батареи и ветрогенераторы помогают быть менее зависимыми от традиционных поставщиков электроэнергии. А изделия, использующие солнечные батареи, стали надежными помощниками в повседневной жизни. Солнечные батареи и ветрогенераторы долговечны, и не наносят вред окружающей среде.



Электрохимические потоковые суперконденсаторы - Новая концепция быстрого накопления и восстановления энергии

новые потоковые конденсаторы, инженерный дизайн - Центр МатериаловеденияАргументы и доказательства преимуществ исследовательской концепции потоковых суперконденсаторов представлены в журнале Advanced Energy Materials. Oпубликованные в статье исходные данные производительности потоковых ячеек довольно перспективны, что дает возможность обсуждать дальнейшие шаги развития этой технологии.

Центр Материаловедения, Materials Research Centre (Украина), принимал участие в разработке инжинирингового дизайна потоковой ячейки суперконденсатора (Electrochemical Flow Cells, на рисунке слева) и изготовлении экспериментального опытного образца для новой технологии.

Рабочее совещание в Университете Дрекселя, США, по электрохимическим потоковым конденсаторам

Потоковые электрохимические конденсаторы - новое поколение устройств хранения и возобновления энергии

 

Где заканчиваются аккумуляторные батареи и начинаются суперконденсаторы?

Сравнение аккумуляторных батарей и суперконденсаторовРазличия между типами материалов накопителей энергии и лежащими в их основе механизмов можно проиллюстрировать с помощью результатов электрохимических измерений, тем самым очерчивая дальнейшие перспективы и направления развития в области накопителей энергии.  Для быстрой подачи энергии и подзарядки используются электрохимические конденсаторы (суперконденсаторы), обладающие высокой удельной мощностью.  Суперконденсаторы обычно применяются в системах бесперебойного электроснабжения, и наиболее эффективны в таких областях, где требуется импульсное выделение энергии за максимально короткий отрезок времени (гибридные автомобили, электроника, источники импульсной мощности для разгона электромобилей и рекуперации энергии при торможении, а также они используются в комбинации с ветрогенераторами, солнечными батареями).

 

Новая энергетика: от аккумуляторных батарей до суперконденсаторов

применение суперконденсатора в питании электроинструмента для работы в космосеЕсли вы думаете, что электричество сегодня играет просто важную роль в нашей жизни, то вы еще не осознали насколько она значительная! К примеру, в ближайшие несколько десятилетий наша транспортная система, отопительные сети и др., использующие в качестве источника энергии ископаемое топливо, нуждаются в переходе на электроэнергию, если мы хотим иметь предотвратить катастрофические изменения в окружающей среде. Электричество является чрезвычайно универсальной формой энергии, но имеет один большой недостаток: батареи могут сохранять большое количество энергии, но это занимает несколько часов для зарядки. Суперконденсаторы, с другой стороны, заряжаются почти мгновенно, но могут хранить небольшое количество энергии. В нашем электроприводном будущем, когда будет нужно аккумулировать и быстро расходовать большое количество электроэнергии, вполне вероятно, мы обратимся к суперконденсаторам, которые сочетают в себе лучшее от обычных батарей и конденсаторов. Каковы они и как они работают, рассмотрим поближе.

 

Суперконденсаторы как перспектива для электродвигателя: эффективность новых технологий

суперконденсаторыВ связи с ростом мирового спроса на энергоносители, существует проблема рационального использования ограниченных ресурсов энергии.  Решения требует вопрос о снижении потребления энергии одним из основных энергоемких направлений, к которому относится транспорт. В автомобильной промышленности активно ведутся разработки альтернативных видов топлива и высокоэффективных устройств накопления и сбережения энергии для электромобилей, грузового транспорта, самолетов и поездов.

Суперконденсаторы имеют ряд преимуществ по сравнению с аккумуляторами в автомобильной промышленности. Они очень хорошо выдерживают резкие перепады напряжения и делают возможным сверхбыстрое накопление, хранение и подачу электрической энергии, необходимой для автомобильной промышленности.  Наконец, они должны пережить срок эксплуатации транспортного средства - суперконденсаторы имеют очень большой срок службы и могут выдерживать огромное количество циклов перзарядки.

 

Исследование физико-химических свойств нанопорошка диоксида титана, разработка технологии его производства и применение синтезированного ТіО2

диоксид титана наноразмерный На протяжении нескольких последних лет  ООО «Центр материаловедения» активно занимается исследованиями в области нанотехнологий, а именно разработкой методики синтеза нанопорошка диоксида титана (ТіО2) и дальнейшим исследованием его физико-химических свойств.

В настоящее время диоксид титана применяется как фотокатализатор для очистки воды и воздуха, дезинфекции в общественных местах, учебных заведениях, медицинских клиниках (антибактериальные покрытия для стен, инструментов, мебели, протезов и имплантантов), для создания самоочищающихся поверхностей (стены и окна зданий, окна, товары широкого потребления), промышленных и бытовых установок очистки воздуха, стоковых и загрязненных вод, очистки жидкостей и газов.Также диоксид титана может быть использован для изготовления солнечных батарей - превращения солнечного света в электроэнергию; для  производства водорода; в с фере электроники для псевдоконденсаторов и т.д.

 

Солнечные батареи

Солнечные батареиМножество научных лабораторий изучают и создают способы получения солнечными батареями более объемной энергии, путем поглощения широкого диапазона волн. Множество работ по созданию солнечных батарей на основе полупроводниковых материалов наглядно показывали, что преобразовывать фотоны сразу нескольких частот в ток, возможно.

Солнечные батареи современного типа ограничены. Ограничение заключается в том плане, что для них невозможно преобразование света с низкой частотой, и соответственно, имеющее низкую энергию излучения. По крайней мере, на сегодняшний день. Но «обойти» систему возможно, путем монохромизации прямых солнечных лучей, которые попадают непосредственно на батарею. При этом энергия, попадающая на батарею, не должна терять свою силу.

 

Разаботка, исследование и производство материалов для суперконденсаторов - электрохимических конденсаторов с двойным слоем, псевдоконденсаторов и гибридных конденсаторов

Центр Материаловедения занимается исследованиями, разработкой и производством материалов для суперконденсаторов.

Мы производим широкий спектр углеродных наноматериалов с регулируемой пористостью - производим мезопористый, макропористый, микропористый и нанопористый углеродный материал. Наши специалисты помогут подобрать вам материал для суперконденсаторов с необходимыми параметрами и свойствами.
Суперконденсаторы (или электрохимические конденсаторы) хранят энергию способом адсорбции ионов (благодаря электрохимическому двойному слою) или благодаря быстрой окислительно-восстановительной реакции на поверхности (псевдоконденсаторы). Суперконденсаторы могут быть дополнительным элементом или полностью заменять аккумуляторы в устройстве накопления электрической энергии, в случае, когда не требуется мощная подача и поглощение энергии. В последнее время произошел заметный рост производительности благодаря достижениям в понимании непосредственно механизмов и процессов хранения заряда, а также благодаря развитию новейших наноструктурных материалов, а именно различных углеродных наноматериалов.

 

Электролитические солнечные батареи на органических красителях ( Dye-sensitized Solar Cell )

Испытание солненой ячейки на хлорофиллe Сотрудниками Центра материаловедения из хлорида титана (побочного продукта изготовления нанопористого углерода для суперконденсаторов и биомедицинских применений из карбида титана украинского производства) по собственной технологии Центра Материаловедения было синтезировано  наноразмерный диоксид титана (анатаз).

Для изготовления экспериментальных действующих электролитических солнечных ячеек использовался именно этот материал. Таким образом было обеспечено производство электролитических солнечных батарей полностью из  отечественного украинского сырья.

 

Испытания Ветрогенератора

запись данных испытаний ветрогенератораИспытания ветрогенератора проводились в Центре Материаловедения на испытательном стенде. Для испытания ветрогенератора с него были сняты носовая часть и крылья. Генератор тока ветрогенератора был подключен к валу токарного станка, который вращался с различной скоростью, создавая различный крутящий момент для генератора тока, имитируя ветер.

Генератор тока ветрогенератора был подключен через контроллер и инвертор к аккумуляторным батареям. Подключая последовательно в цепь от генератора тока, ведущую к аккумуляторам, амперметр — фиксировался ток. По знаку тока определялось питание идет от аккумуляторов к нагрузке в виде лампочки (положительный ток) или лампочка питается от генератора тока и одновременно заряжаются аккумуляторы на тот случай если не будет ветра.

 

Ветрогенераторы

установка ветрогенератора для электроснабжения загородного домаЦентр материаловедения разрабатывает, проектирует, изготавливает,  поставляет и устанавливает ветрогенераторы и ветрогенераторные энергетические установки (ВЭУ)  торговой марки ДОМ - комплексные автономные системы обеспечения энергоснабжением - ветрогенераторы разных мощностей по индивидуальным заказам.
Ветрогенераторы ДОМ WG предназначены для обеспечения бесперебойным источником электрической энергии небольших и больших объектов, таких как – особняки, коттеджи, загородные дома, отели, дачные участки, пасеки, туристические лагеря, фермерские хозяйства, производственные цеха или там, где отсутствует подача электроэнергии. Одного ветрогенератора вполне достаточно для автономного функционирования придорожного магазина, небольшого отеля, ресторана, кафе.

 



НОВОСТИ НАУКИ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

20 июня 2017 года по решению академического совета директору Института Наноматериалов им. А. Дж. Дрекселя, профессору Юрию Гогоци было присвоено звание Почетного доктора Института проблем материаловедения им. Францевича Национальной академии наук Украины

На фото слева направо: замдиректора Рагуля А.В., Баглюк Г. А., Заворотный М.Г., профессор Юрий Гогоци, ученый секретарь Картузов В.В. и академик Фирстов С.А. 20 июня 2017 года по решению академического совета директору Института Наноматериалов им. А. Дж. Дрекселя, профессору Юрию Гогоци было присвоено звание Почетного доктора Института проблем материаловедения им. Францевича Национальной академии наук Украины..

 
Юрий Гогоци. Профессор наноматериалов и научный Эверест. Интервью для "Українська Правда. Життя"

altСейчас значительная часть жизни ученого Юрия Гогоци - это международные полеты из США по всему миру, лекции, открытие лабораторий, редактирование научного журнала ACS Nano (18-того в рейтинге Google Scolar среди тысяч). И как минимум две статьи каждый год для самых влиятельных научных журналов мира Nature и Science.

 
Юрий Гогоци – самый влиятельный ученый современной Украины - Канал 24

alt

Жизнь Юрия Гогоци – это постоянные перелеты между топовыми лабораториями мира, написание статей в лучших научных журналов мира и исследования материалов, которые могут изменить мир вокруг. Ученый из Киева ежегодно получает более миллиона долларов на лабораторные эксперименты, правда, только за границей. Прочитать лекции в Украине его приглашают крайне редко.

 
Интервью профессора Юрия Гогоци для Hromadske о науке, финансировании и перспективах

профессор Университета Дрекселя Юрий Гогоци Фото: Александр Попенко/ГромадськеЕго труды цитируют чаще, чем многих нобелевских лауреатов, он получает на исследования 2,2 миллиона долларов от родного университета, однако в Украине о Юрия Гогоци знают немногие: лишь несколько публикаций о нем в сети и 2-3 приглашение на выступления в год.

 
Лекция профессора Юрия Гогоци в НТУУ КПИ, 8 июня 13:00

Профессор Юрий  Гогоци, Университет Дрекселя, США

Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря Сикорского»
Инженерно-физический факультет
Корпус №9, ауд. 101
Дата и время проведения: 8 июня в 13:00
Вход свободный

 
Научная лекция профессора Юрия Гогоци Открытие новых материалов и технологии будущего в ИПМ НАНУ, 7 июня 12:00

Профессор Юрий Гогоци

 Институт проблем материаловедения им.Францевича НАНУ

Главный корпус, Актовый зал (к. 208)

Дата и время проведения: 7 июня в 12:00

Вход свободный

 
Открытая лекция выдающегося ученого мирового уровня профессора Юрия Гогоци «Зарядиться на два миллиона» о последних достижениях в области наноматериалов и хранениия энергии, 7 июня, 19:00, Киев, фотостудия Lightfield Productions

профессор Юрий Гогоци, Университет Дрекселя Ученый расскажет, как сочетаются инновации и фундаментальные исследования, сколько будут работать традиционные батарейки и аккумуляторы в будущем и какими будут источники света.

 
Нанотехнологии и энергия будущего: профессор Юрий Гогоци о нанотехнологиях в области хранения энергии на Всемирной научной ярмарке 2017 года World Science Fair 2017

Professor Yury Gogotsi at World Science Festival 2017Среди экспертов в студии World Science Fair 2017 выдающийся ученый из Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци, лауреат премии имени Фреда Кавли. 

 
Семинары Виктора Корсуна и Дугласа Грехема 7, 8, 12 июня в Киеве, Львове и Харькове: Инновационный менеджмент, продвижение, лицензирование, передача технологий и коммерциализации

alt7 июня в 14:30 в Научном Парке "Киевская политехника" состоится семинар с участием Виктора Корсуна (Vic Korsun, USA) и Дугласа Грэхема (Douglas Graham, USA), которые представят новую платформу для Инновационного менеджмента, продвижения, лицензирования, передачи технологий и коммерциализации

 
Максен MXene, открытый группой ученых из Университета Дрекселя под руководством профессора Юрия Гогоци, - новое имя среди двумерных наноматериалов

Исследователи из Института Наноматериалов Университета Дрекселя изучали максины на протяжении боле половины десятилетия. Слева направо: Алексей Гогоци, директора Центра Материаловедения (Украина), Габриэл Скалл, Бабак Анасори, Мухаммед Альхабиб и профессор Юрий Гогоци.На данный момент синтезированы и изучены более двадцати максенов (MXenes) - двумерных карбидов, нитридов и карбонитридов переходных металлов, и еще ожидается, что десятки их будут синтезированы. Применение высоко электропроводящих максенов является очень перспективным для хранения энергии, экранирования и защиты от электромагнитных помех, электрокатализа, плазмоники и многих других приложений.

 
Вакансия: Постдокторант или научный сотрудник в Цзилиньском университете, г.Чанчунь, Китай, с возможностью стажировки в США.

alt

К вниманию молодых ученых - отличная возможность для начала успешной научной карьеры под руководством известного авторитетного профессора Юрия Гогоци.

- Позиция в одном из лучших университетов Китая с возможностью стажировки в США.

- Работа под руководством наиболее цитируемого украинского ученого, работающего зарубежом, профессора Юрия Гогоци;

- Научная работа в области новых двумерных  наноматериалов для энергетики;

- Цель работы: достижение прорыва в области возобновляемых источников энергии, публикация статей в ведущих международных журналах.

- Начальный срок - 1 год с возможностью продления до трех лет. Оплата в зависмости от квалификации.

 
Доктор Юрий Гогоци стал почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай

профессор Юрий Гогоци и ректор Цзилиньского Университета Ли Юаньюань

20 октября 2016 года в торжественной обстановке прошла официальная церемония назначения доктора Юрия Гогоци почетным профессором Цзилиньского университета, Чанчунь, провинция Цзилинь, Китай.

 
Доклад Алексея Гогоци, директора Центра материаловедения в Цзилиньском Университете, Чанчунь, Китай, 19 октября 2016

Доклад директора MRC Алексея Гогоци в Колледже Физики Цзилиньского Университета, Чанчунь, 19 октября 2016Алексей Гогоци, директор Центра материаловедения, был приглашен профессором Хан Вей в Цзилиньский Университет для обсуждения совместного сотрудничества с научными подразделениями Университета в области разработки, синтеза материалов и технологии изготовления суперконденсаторов.

 
Защитное покрытие из наноматериала максена MXene для отражения и поглощения электромагнитных помех

Максен это тонкий и легкий наноматериал, который обладает уникальной способностью блокировать и поглощать электромагнитное излучение, что делает его идеальным для использования в качестве защитного механизма в электроникеГруппа исследователей из Университета Дрекселя и Корейского института науки и технологий работает над очисткой от таких электромагнитных помех с помощью нанесения на компоненты тонкой защитной пленки наноматериала под названием Максин.

 
Профессор Юрий Гогоци, директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя, США, и директор Центра материаловедения Алексей Гогоци посетили Университет Цзилинь в Чанчуне, Китай.

Слева направо: директор Центра материаловедения Алексей Гогоци, проф. Юрий Гогоци, Университет Дрекселя, и проф Gao Yu, проф. Fei Du, и  директор Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь проф.Yingjin Wei, Чанчунь, Китай. Они встретились с китайскими партнерами по научным исследованиям из Лаборатории физики и технологий для современных батарей Университета Цзилинь

 
Профессор Юрий Гогоци был награжден престижной премией 2016 Nano Energy Award, 15 июля 2016 в Пекине.

директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. директор Института Наноматериалов Университета Дрекселя профессор Юрий Гогоци был награжден  престижной премией 2016 Nano Energy Award. Эту награду профессору Юрию Гогоци вручал главный редактор журнала Elsevier и Nano Energy Zhong Lin Wang Профессор Юрий Гогоци сделал огромный вклад в изучение и понимание механизмов емкостного наколения энергии.

 
Поздравляем профессора Юрия Гогоци с победой в премии 2016 Nano Energy Award!

prof. Yury Gogotsi, Drexel University

Победителем престижной международной научной премии 2016 Nano Energy Award стал профессор Юрий Гогоци, директор Института наноматериалов Университета Дрекселя

 
Юрий Гогоци и Патрис Симон стали лауреатами международной премии RUSNANOPRIZE 2015 за разработку углеродных наноматериалов для суперконденсаторов

Лауреаты премии RUSNANOPRIZE 2015 проф. Юрий Гогоци (Университет Дрекселя, США) и проф. Патрис Симон (Университет Тулузы им. Поля Сабатье, Франция), 28 октября 2015 г. На форуме «Открытые инновации»,  открывшемся 28 октября 2015 г. в Москве, состоялась церемония вручения премии RUSNANOPRIZE за достижения в области нанотехнологий Юрию Гогоци и Патрису Симону

 
Проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье вошли в шорт-лист номинантов премии в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015

altОбъявлен шорт-лист претендентов на Международную премию в области нанотехнологий RUSNANOPRIZE 2015, в числе трех команд - претендентов проф. Юрий Гогоци, Университт Дрекселя (США) и проф. Патрис Симон, Университет Тулузы им. Поля Сабатье (Франция).

 
Поздравляем профессора Юрия Гогоци с избранием в Совет директоров MRS, Materials Research Society !

Профессор ГогоциНа протяжении уже более 20 лет проф. Ю. Гогоци  принимает активное участие в деятельности  MRS.