Мир постепенно переходит на гибридные двигатели, так как у таких систем, включающих обычный бензиновый мотор и электрогенератор, вращающий колеса, есть неоспоримое преимущество в части расхода топлива. Но долгожданный переход все же затягивается: гибрид стоит дороже, чем ДВС или дизель. И главная загвоздка при этом скрыта в накопителях энергии — суперконденсаторах, которые пока недостаточно эффективны и к тому же требуют затратных наукоемких технологий и материалов. Тем не менее, суперконденсаторы уже выпускают серийно, в том числе в России и Украине, не говоря уже о более продвинутых в автомобилестроении державах. Но масштабы их использования оставляют желать лучшего.

Беларусь в этой области традиционно не специализировалась, но, возможно, именно благодаря работам наших физиков в недалеком будущем и может быть достигнут долгожданный прорыв. Основа для него — придуманная учеными Научно-практического центра по материаловедению Национальной академии наук Беларуси новая технология получения графена и графеноподобного углерода — сверхпрочного материала, состоящего из одного или нескольких атомных слоев. Именно этот материал считается наиболее перспективным в суперконденсаторах. Он синтезирован белорусами совершенно новым способом — при небольшой минусовой температуре и обычном атмосферном давлении вместо условий, требующих очень высоких температур, агрессивных и опасных для окружающей среды реагентов. Это позволит снизить цену до приемлемой.

— Благодаря тому, что наш углеродный наноматериал получается более совершенным по структуре, более чистым и менее окисленным, чем обычный, он обладает существенно более высокой электропроводностью, — поясняет заведующий лабораторией физико-химических технологий Научно-практического центра по материаловедению НАН Беларуси кандидат физико-математических наук Владимир Новиков. — Кроме того, в нем происходит меньше побочных реакций, что уменьшает саморазряд конденсатора. Все это, а также использование проводящих полимеров, которые были синтезированы нами, применение собственных технологий изменения химической природы поверхности углеродного материала позволит добиться более высокой удельной емкости конденсатора, снизить массу устройства на единицу запасенной энергии, значительно увеличить коэффициент полезного действия как самого суперконденсатора, так и гибридного двигателя. То есть такое устройство будет способно быстро и без потерь аккумулировать энергию, которая безвозвратно теряется на торможении транспортного средства, и затем, когда потребуется, возвращать ее колесам или в контактную сеть. В итоге гибридные двигатели не только сократят расход топлива, что должно быть особенно заметно при езде в городском цикле, но и существенно оздоровят экологическую обстановку.

Правда, говорить о том, что белорусы уже создали суперконденсатор, пока рано. Сегодня научная разработка существует в виде макета, то есть рабочих образцов. Это небольшие устройства в форме таблеток, которые тестируются здесь же в лаборатории на испытательном стенде. Все говорит в пользу того, что материал, предназначенный для создания суперконденсатора, получился уникальным.

Но до готового к применению накопителя энергии, который будет представлять собой плоский ящик весом 20 — 50 килограммов, смонтированный где-либо под днищем автомобиля, еще далеко. Для доводки технологии, поиска конструкторских решений и промышленного освоения нового устройства необходимы немалые инвестиции. Их исследователи намерены получить от партнеров, с которыми уже ведутся переговоры.

Такие устройства могли бы значительно повысить конкурентоспособность производимых в Беларуси троллейбусов, трамваев и городских автобусов, а также самосвалов БелАЗ, которым совсем бы не помешало накапливать энергию во время долгого спуска в карьеры. Кроме того, отечественные суперконденсаторы могли бы поднять эффективность ветрогенераторов и других устройств альтернативной энергетики, надежно защитить от провалов напряжения больницы и заводы, вывести на новый уровень импульсное технологическое оборудование.

Дмитрий Патыко