В России приступили к разработке уникальных аккумуляторов из курильского бамбука. Если испытания покажут успешные результаты, это позволит уменьшить применение графита, запасы которого ограничены. Кроме того, осенью завершится создание корпуса первого отечественного пассажирского поезда на водороде. Эти и другие экологические инновации, направленные на снижение вредных эмиссий, разрабатываются учеными Сахалина. Подробности о том, как регион движется к углеродной нейтральности с помощью новых технологий, представлены в материале «Известий».
Аккумуляторы из курильского бамбукаВ лаборатории «Электрохимические источники для возобновляемой энергетики» Сахалинского государственного университета (СахГУ) на столе лежат широкие водорослевые ленты и удивительные сухие ветви, похожие на бамбук. На первый взгляд создается впечатление, что будет показан мастер-класс по приготовлению японских блюд, однако на самом деле здесь разрабатывают батарейки.
— Наша лаборатория специализируется на создании анодных и катодных материалов. Как известно, у батареи есть положительный и отрицательный полюс. В катоде сосредоточен металл (минус), а в анод переходит ионный заряд (плюс). Мы занимаемся разработкой обоих этих компонентов. В частности, делаем анодные материалы из курильского бамбучника и водорослей, — поделилась с «Известиями» инженер-исследователь лаборатории Полина Мармаза.
На первоначальном этапе специалисты собирают сырье — растительность с пляжей Сахалина, омываемых Охотским морем, а также отправляются в горные районы. Там произрастает уникальный эндемик — саза курильская, также известная как курильский бамбук или бамбучник — вечнозеленое цветковое растение, являющееся единственным коренным видом бамбука на территории России. Затем растительные материалы подвергают пиролизу, то есть обрабатывают при высоких температурах, получают анодную массу и исследуют ее электрохимические характеристики.
В перспективе курильский бамбучник может применяться для производства практически всех твердых аккумуляторов. Они ценны тем, что создаются из возобновляемых природных ресурсов, в отличие от графита, запасы которого ограничены, объяснили ученые. Это способствует экологической устойчивости и движению к углеродно-нейтральной экономике, где эмиссии и поглощение СО2 находятся в балансе.
Это исследование считается уникальным, поскольку растения-эндемики Сахалина, в частности курильская саза, еще не применялись в подобных целях во всем мире. Научные работы финансируются в рамках федеральной программы «Молодежные лаборатории» нацпроекта «Молодежь и дети».
Первый поезд на водородном топливеЭкологическое сознание и бережное отношение к природе являются важными характеристиками региона. В сентябре планируется представить корпус первого образца пассажирского поезда, использующего водородные топливные элементы, который будет работать на Сахалине после 2027 года. Главное преимущество такого транспорта — отсутствие выброса вредных веществ в атмосферу. Выхлоп водородного поезда состоит лишь из конденсированной водяной пары, присутствующей в воздухе.
Создание данного поезда представляет собой экспериментальный проект, который, при успешном завершении испытаний, планируется тиражировать в других регионах, сообщил «Известиям» председатель правительства Сахалинской области Алексей Белик. Проект реализуется совместно с компанией «Трансмашхолдинг».
— В соответствии с законодательством Российской Федерации, мы участвуем в пилотном проекте по углеродной нейтральности. Все мероприятия в рамках этой инициативы в совокупности обеспечат улучшение качества жизни и сокращение выбросов CO2. На данный момент мы реализуем экспериментальный проект по созданию поезда с водородной тягой. В сентябре ожидается осмотр корпуса локомотива, а в следующем году планируется его оснащение, завершение строительства и доставка в регион для опытной эксплуатации, — добавил Алексей Белик.
В настоящее время ведется подготовка кадров для работы с водородными поездами, рассказал проректор по научной работе СахГУ Алексей Огнев. В сотрудничестве с Дальневосточным государственным университетом путей сообщения (ДВГУПС) будет создана учебная программа и специализированное учебное депо для обучения обслуживанию и эксплуатации водородной техники.
Справка «Известий»Сахалинская область является пилотным регионом России в реализации климатической повестки. Цель состоит в достижении углеродной нейтральности региона к концу 2025 года.
Дроны для наблюдения за паводками
Для решения проблем экологии в регионе широко используются дроны. Кроме того, под руководством опытных наставников школьники обучаются в регионе конструированию беспилотных летательных аппаратов. Например, в строящейся школе № 25 имени А. П. Чехова в южной части Южно-Сахалинска, открытие которой запланировано на 1 сентября, будет оборудован класс с наборами для сборки дронов «Вжик», «Аэросим», «Чижик» и других.
— Учеников обучают беспилотным системам с начальных классов. По мере усложнения устройств, собранных детьми, они участвуют в соревнованиях, — отметила директор школы Татьяна Кофман.
Беспилотники, созданные школьниками, используются для разных задач, в том числе мониторинга экологической ситуации. Так, в Молодежном конструкторском бюро Передовой инженерной школы СахГУ были разработаны модульные БПЛА, которые легко собираются под требования конкретных задач и могут оснащаться необходимыми модулями, такими как газоанализаторы или видеокамеры. Экспериментально такую серию дронов применили для наблюдения паводковой обстановки на реке Побединка, и эту практику планируется расширять.
— В других случаях их можно использовать для мониторинга качества воздуха, например, содержания углекислого газа, — рассказал «Известиям» директор АНО «Сахалинский областной центр инновационного творчества» Артур Берендяев.
Работы по созданию дронов ведутся в рамках национального проекта «Беспилотные авиационные системы». Исследования новых лабораторий СахГУ проходят в рамках Десятилетия науки и технологий в России.