VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Особое значение приобретает вопрос об инновациях, поскольку в настоящее время они являются непосредственным двигателем общественного прогресса, неотъемлемым фактором развития науки и экономики страны, а также определяют её положение на мировом рынке. Также актуальность данной темы обусловлена её значимостью для решения различных проблем повышения эффективности работы предприятия, повышения конкурентоспособности продукции и услуг, выпускаемых данным предприятием. Инновации - введенный в употребление новый или значительно улучшенный продукт (товар, услуга) или процесс, новый метод продаж или новый организационный метод в деловой практике, организации рабочих мест или во внешних связях [1].

Особенность инноваций заключается в том, что они несут в себе рыночную структуру для удовлетворения определенных нужд потребителей; та или иная инновация всегда рассматривается как сложный процесс, который предполагает изменение научно-технического, экономического, социального характера; в инновации акцент делается на быстром внедрении нового продукта (процесса) в практическое применение; инновации должны обеспечивать экономический, социальный, технический или экологический эффект.

Тихоокеанская национальная северо-западная лаборатория Минэнерго США разработала достаточно скоростной и непрерывный механизм превращения водорослей в нефть: процесс, занимающий в природе миллионы лет, проходит в лаборатории за пару десятков минут. Однако, по словам руководящего проектом Дугласа Эллиота, пока препятствием на пути создания такого горючего служит стоимость [4].

Мир применяет 4,8 трлн литров топлива в год, а из высших растений сегодня удается получать лишь десятки миллиардов литров биотоплива, которые занимают десятки миллионов гектаров. С одного такого гектара получается менее, чем кубометр биотоплива [4].

Химреактор Доктора Эллиота перерабатывает водоросли в нефть следующим образом: в реактор подается горячая вода под давлением 20,7 МПа и с температурой в 350 градусов Цельсия. Такие добавки значительно ускоряют процесс, поэтому достаточно часа, чтобы водоросли превратились в нефть, и немного биогаза, который может быть использован для получения метана (сжигания для подогрева реактора).

Важным замечанием является то, что водоросли не нужно сушить. Технология допускает содержание в водорослях воды до 90% от общей массы.

В итоге получается достаточно легкая нефть, не имеющая примесей и легко перерабатываемая на уже существующих заводах без необходимости изменять технологии обработки. К тому же двигатели машин адаптировать к новому топливу не придется, также как и тратить большие деньги на продукт, потому как техпроцесс получается "радикально дешевле по стоимости".

Пока исследователи располагают лишь маленьким экспериментальным реактором на 1,5 литра суспензии из водорослей, но масштабировать устройство, с их слов, не составит проблем. Разработка уже внедряется: фирма Genifuel Corp. занялась лицензированием технологии [4].

В 2014 в Нью-Йорке были начаты тесты системы, которая передает энергию для подзарядки аккумуляторных батарей электромобилей.

Основной проблемой, которая появляется при использовании электромобиля, является необходимость подзаряжать блок аккумуляторных батарей. Развитие станций для подзарядки пока слабое даже на Западе. Перегруженные транспортом и сооружениями улицы зачастую не имеют мест, где бы могли разместиться установки питания.

Решать проблему взялась американская компания Hevo Power, которая предложила замаскировать зарядные станции под канализационные люки [4]. На рисунке 1 представлен предполагаемый вид нововведения.

Рисунок 1- Канализационный люк как зарядная станция

Технология Hevo Power предусматривает использование системы по беспроводной передаче энергии. В сфере мобильных аппаратов, чтобы сделать подобное, применяют магнитную индукцию. Базовая станция вмещает индукционную катушку, которая создает электромагнитное поле, как только к ней поступает переменный ток. В аппарате, нуждающемся в зарядке, располагается похожая катушка, способная это поле уловить и превратить переданную энергию в постоянный ток, который в дальнейшем будет использован для зарядки аккумуляторов.

Увеличить эффективность и дальность энергопередачи компания предлагает за счет использования электродинамической резонансной индукции. В этом случае приемная и передающая катушки совмещаются с несколькими конденсаторами, которые дают возможность настроить принимающую систему на частоту передатчика.

Чтобы можно было использовать систему Hevo Power, необходимо будет установить на смартфон нужное мобильное приложение. Сделав это, можно точно расположить машину, в днище которой будет встроен приемник энергии, над канализационным люком и включить подзарядку аккумуляторов. Программа покажет состояние батарей, время окончания подзарядки и цену процесса. Платить, можно будет с мобильного счета.

Компания предполагает, что система, разработанная для передачи энергии, будет смонтирована внутри канализационного колодца. Такой комплекс сможет передать до 10 кВт энергии и даже больше.

Испытание станций Hevo Power началось зимой 2014 года в Нью-Йорке, где их будут использовать для передачи энергии электромобилям Smart ForTwo.

Согласно результатам исследования, опубликованным учеными Бирмингемского университета в журнале Королевского химического общества Jоurnal of Mаtеrials Chеmistry, вещество, сделанное из желатина, может быть использовано для замены платины в топливных элементах [4].

Бирмингемские химики соединили желатин с железом и магнием для того, чтобы создать материал, обладающий почти теми же свойствами, что и платиновый катализатор, но более дешевый.

Эффективность нового материала определяется тем, что железо и магниевые соли вызывают вспенивание желатина, благодаря чему создается губчатая структура. По мере нагревания внутри губки формируются наночастицы соединения, называемого "карбид железа", они оставляют в стенках губки малые отверстия. Отверстия и губчатая структура в совокупности создают площадь с очень большой поверхностью, что очень важно для обеспечения прохождения газообразных реагентов сквозь катализатор топливного элемента, который используется для производства электроэнергии путем соединения кислорода и водорода.

Научные сотрудники Политехнического университета Каталонии и других международных исследовательских центров предлагают использовать систему зеркал, переработанный тепловой двигатель и лунный грунт для обеспечения электроэнергией космических аппаратов и их экипажей во время лунной ночи. Благодаря этому можно будет отказаться от использования батарей и ядерных двигателей, как тех, что установлены на китайском луноходе, который только что совершил посадку на поверхность Луны [6].

Лунная ночь длится приблизительно 14 дней, в этот период температура понижается до —150 ºC, это затрудняет работу космических аппаратов на лунной поверхности. Единственный выход заключается в использовании ядерной энергии или в доставке с Земли тяжелых батарей, как это происходит в случае с китайским луноходом Юту [6].

В настоящее время группа исследователей из Политехнического университета Каталонии вместе с американскими коллегами выдвинула предложение по аккумулированию электроэнергии на Луне в течение дня и использовании ее в ночное время.

Начиная с 2020 года такие крупные космические агентства, как НАСА, Европейское космическое агентство и Китайское космическое агентство, намерены осуществить первые пилотируемые полеты на Луну [6].

Можно сказать, что инновационная деятельность в энергетике активно растет.

Происходит модернизация процессов по добыче и получению энергии, создание аналогов первичных ресурсов, появление новых способов снятия, передачи и использования энергии, что позволяет рационально использовать ресурсы и уже переработанную энергию.

Библиографический список

1 Федеральный закон «О науке и государственной научно-технической политике» N 254-ФЗ от 21 июля 2011 года // "Российская газета", N 301, 28.12.2012

2 Фатхудинов Р. А. Инновационный менеджмент 6-е изд., перераб. и доп. СПб.: Питер, 2008. 448 с.

3 Харламова Т. Е. История науки и техники 4-е изд., перераб. и доп. М.: СЗТУ, 2006. 126 с.

4 Агентство по инновациям и развитию: Инновации в энергетике [Электронный документ] URL:

http://www.innoros.ru/news/tags/innovatsii-v-energetike?page=1

5 Комалутдинова, А. В Перми вводится новый способ снятия данных с электросчетчиков [Электронный документ] // Ежедневная газета «Текст». - 2013. Т.2, №3. URL:

http://chitaitext.ru/novosti/index.php?nomer=23861

6 Риа наука: Космос [Электронный документ] URL:

http://ria.ru/space/20131219/985081787.html

6

Код для цитирования: Скопировать