Resolver el problema de crear una batería compacta, liviana y de gran capacidad puede considerarse una de las tareas más demandadas en el mundo moderno. Y la opinión de la profesora, inventora y doctora en ciencias técnicas Nurbey Gulia difiere notablemente de la generalmente aceptada: no es el almacenamiento químico, eléctrico, térmico, sino mecánico, ¡para esto es el futuro presente!
Nurbey Gulia.
Nurbey Gulia llama al comienzo de su investigación la tarea que se propuso a la edad de quince años: la creación de una "cápsula de energía": un acumulador de energía de uso intensivo de energía inofensivo para los humanos y el medio ambiente. Desde entonces, estudió muchas formas de resolver, hasta que se decidió por un volante, conocido desde el principio de los tiempos: un torno de alfarero, ¿y si no un volante?
Volantes monolíticos (a) y * enrollados * (b).
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Es fácil acumular y liberar energía en un sistema de este tipo: overclocking, "carga" y parada, "potencia de salida". Y el problema de este método está en la intensidad energética, o más bien en la densidad insuficiente de la energía almacenada. Hay dos formas de aumentarlo: agrandar el dispositivo o aumentar la velocidad de rotación del volante. En el primero, la compacidad se ve afectada, en el segundo, la seguridad de uso.
Diagrama del super volante Nurbey Gulia.
Fue entonces cuando Gulia hizo una suposición: ¿por qué el volante debería ser monolítico? Después de todo, puede "enrollarlo": con una cinta metálica o un cable. En caso de destrucción, este no se dispersa en partes pequeñas, sino que, por el contrario, se inhibe. Al mismo tiempo, dicha estructura no pierde consumo de energía en comparación con las monolíticas. En 1964, Gulia recibió una patente por su diseño, el llamado súper volante.
Nurbey Gulia y uno de sus súper volantes.
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Hay que decir que los volantes "ordinarios" podrían tener (en teoría) una capacidad energética del orden de 30-50 kJ por kilogramo de masa. Al mismo tiempo, las baterías de plomo-ácido convencionales tenían 64 kJ / kg y las alcalinas eran incluso más altas: 110 kJ / kg. De hecho, el consumo de energía de los volantes fue tres veces menor de lo posible, 10-15 kJ / kg, debido a la necesidad de incrementar el margen de seguridad durante la fabricación.
Coche híbrido Gulia. Las ruedas delanteras fueron impulsadas por el motor de combustión interna y las ruedas traseras fueron impulsadas por el variador y el volante.
Las primeras pruebas del súper volante Gulia mostraron que incluso el primer diseño que no es el más perfecto es capaz de superar a las baterías de plomo-ácido en densidad de energía con suficiente seguridad: la rotura de la cinta se produjo cuando la llanta aceleró a 500 m / s (la densidad era de 100 kJ / kg). Al mismo tiempo, se hizo una propuesta para usarlo en un automóvil y se desarrolló el primer híbrido basado en el UAZ-450D.
En el extranjero, los súper volantes también se han desarrollado desde los años 60 del siglo XX, y más tarde (en los años 80) encuentran su aplicación y con bastante éxito, en la aviación y las naves espaciales, en la industria automotriz, así como en las posibles fuentes de alimentación ininterrumpida para edificios. … En este caso, el súper volante acumula energía durante el exceso, "pico" de generación de electricidad por parte de la estación, y durante un aumento en el consumo, emite. Las pérdidas en una instalación de este tipo son menos del dos por ciento.
Diagrama de un gyrotrolleybus Lockheed * (EE. UU.) Y su accionamiento por volante.
Tales instalaciones son contratadas, por ejemplo, por Beacon Power, donde se desarrollan grandes supervolantes estacionarios. La energía almacenada (de 6 a 25 kWh) y la potencia (de 2 a 200 kW) dependen del modelo. La eficiencia, como ya se mencionó, es del 98%. Nurbey Gulia tampoco se detiene: bajo su liderazgo, la empresa rusa Kinetic Power está desarrollando su dispositivo de almacenamiento de energía cinética estacionaria basado en un súper volante, que puede almacenar hasta 100 kWh y proporcionar hasta 300 kW.
Unidades de potencia de baliza.
Hoy en día, un súper volante es un tambor compuesto alojado en un recinto que crea un vacío para reducir la fricción. En teoría, un dispositivo de este tipo puede almacenar hasta 500 Wh (1,8 MJ) por kg de masa. El uso de materiales modernos puede hacer maravillas: el volante, no de acero, sino de fibra de carbono, aumenta veinte veces la intensidad energética, y si aprendes a usar fibra de diamante, ¡el consumo de energía será de 15 MJ / kg!
Super volante de fibra de carbono.
La nanotecnología mejora aún más las capacidades de los supervolantes, porque teóricamente hacen posible lograr una densidad de energía fantástica: hasta 2500-3500 MJ / kg. Imagínese, por un minuto, - con un giro de un súper volante de 150 kg, un automóvil de pasajeros ordinario podrá cubrir dos millones de kilómetros.
Super volante moderno.
Las tecnologías de súper volante, por alguna razón completamente incomprensible, no pueden interesar a los grandes inversores. Nurbey Gulia sigue trabajando en la mejora de su invento, desarrollando la posibilidad de fabricar un super volante de grafeno (la capacidad energética será de 1,2 kW * h / kg).
Por supuesto, tales desarrollos requieren inyecciones tanto financieras como de "ingeniería", pero las perspectivas de uso no superan estos problemas, que no solo pueden resolverse, sino que, según Gulia, son necesarios.
