Die Lösung des Problems der Schaffung einer geräumigen, leichten und kompakten Batterie kann als eine der gefragtesten Aufgaben in der modernen Welt bezeichnet werden. Und die Meinung von Professor, Erfinder, Doktor der technischen Wissenschaften Nurbey Gulia unterscheidet sich deutlich von der allgemein anerkannten - nicht chemisch, elektrisch, thermisch, sondern mechanisch - dafür ist die gegenwärtige Zukunft gedacht!
Nurbey Gulia.
Nurbey Gulia nennt den Beginn seiner Forschung die Aufgabe, die er sich im Alter von fünfzehn Jahren gestellt hat - die Schaffung einer "Energiekapsel": eines energieintensiven Energiespeichers, der für Mensch und Umwelt harmlos ist. Seitdem studierte er viele Lösungsmöglichkeiten, bis er sich für ein von Anfang an bekanntes Schwungrad entschied - eine Töpferscheibe, was, wenn nicht ein Schwungrad?
Monolithische (a) und * gewickelte * (b) Schwungräder.
In einem solchen System ist es einfach, Energie zu sammeln und freizusetzen - Übertakten - "Laden" und Stoppen - "Ausgangsleistung". Das Problem dieser Methode liegt in der Energieintensität oder vielmehr in der unzureichenden Dichte der gespeicherten Energie. Es gibt zwei Möglichkeiten, um das Gerät zu vergrößern: das Gerät vergrößern oder die Schwungraddrehzahl erhöhen. Im ersten Fall leidet die Kompaktheit, im zweiten Fall die Gebrauchssicherheit.
Diagramm des Superschwungrades Nurbey Gulia.
Damals ging Gulia davon aus - warum sollte das Schwungrad monolithisch sein? Schließlich können Sie es "gewickelt" machen: von einem Metallband oder Kabel. Im Falle einer Zerstörung zerstreut sich dieser nicht in kleine Teile, sondern wird im Gegenteil gehemmt. Gleichzeitig verliert eine solche Struktur im Vergleich zu monolithischen nicht an Energieverbrauch. 1964 erhielt Gulia ein Patent für sein Design, das sogenannte Superschwungrad.
Nurbey Gulia und eines seiner Superschwungräder.
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Es muss gesagt werden, dass "gewöhnliche" Schwungräder (theoretisch) eine Energiekapazität in der Größenordnung von 30-50 kJ pro Kilogramm Masse haben könnten. Gleichzeitig hatten herkömmliche Blei-Säure-Batterien 64 kJ / kg und alkalische Batterien waren sogar noch höher - 110 kJ / kg. Tatsächlich war der Energieverbrauch der Schwungräder dreimal niedriger als möglich, 10-15 kJ / kg, da die Sicherheitsmarge während der Herstellung erhöht werden musste.
Hybridauto Gulia. Die Vorderräder wurden vom Verbrennungsmotor angetrieben, und die Hinterräder wurden vom Variator und vom Schwungrad angetrieben.
Die ersten Tests des Superschwungrads Gulia zeigten, dass selbst das erste, nicht das perfekteste Design Blei-Säure-Batterien mit ausreichender Sicherheit in der Energiedichte überholen kann: Ein Bandbruch trat auf, wenn die Felge auf 500 m / s beschleunigte (die Dichte betrug 100 kJ / kg). Gleichzeitig wurde vorgeschlagen, es für ein Auto zu verwenden, und der erste Hybrid auf Basis des UAZ-450D wurde entwickelt.
Im Ausland wurden seit den 60er Jahren des 20. Jahrhunderts auch Superschwungräder entwickelt, die später (in den 80er Jahren) ihre Anwendung finden und recht erfolgreich sind - in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie sowie bei möglichen unterbrechungsfreien Stromversorgungen für Gebäude … In diesem Fall sammelt das Superschwungrad Energie während der überschüssigen "Spitzen" -Erzeugung durch die Station und gibt während eines Anstiegs des Verbrauchs Energie ab. Die Verluste in einer solchen Einrichtung betragen weniger als zwei Prozent.
Diagramm eines Lockheed * Gyrotrolleybus (USA) und seines Schwungradantriebs.
Solche Installationen werden beispielsweise von Beacon Power in Betrieb genommen, wo große stationäre Superschwungräder entwickelt werden. Die gespeicherte Energie (von 6 bis 25 kWh) und die Leistung (von 2 bis 200 kWh) hängen vom Modell ab. Der Wirkungsgrad beträgt, wie bereits erwähnt, 98%. Auch Nurbey Gulia steht nicht still: Unter seiner Führung entwickelt das russische Unternehmen Kinetic Power seinen stationären kinetischen Energiespeicher auf Basis eines Superschwungrads, das bis zu 100 kWh speichern und bis zu 300 kW liefern kann.
Beacon Power-Laufwerke.
Heutzutage ist ein Superschwungrad eine Verbundtrommel, die in einem Gehäuse untergebracht ist und ein Vakuum erzeugt, um die Reibung zu verringern. Theoretisch kann eine solche Vorrichtung bis zu 500 Wh (1,8 MJ) pro kg Masse speichern. Die Verwendung moderner Materialien kann Wunder wirken: Das Schwungrad, das nicht aus Stahl, sondern aus Kohlefaser gewickelt ist, erhöht die Energieintensität um das Zwanzigfache. Wenn Sie lernen, Diamantfasern zu verwenden, beträgt der Energieverbrauch 15 MJ / kg!
Kohlefaser-Superschwungrad.
Die Nanotechnologie verbessert die Fähigkeiten von Superschwungrädern weiter, da sie theoretisch eine fantastische Energiedichte ermöglichen: bis zu 2500-3500 MJ / kg. Stellen Sie sich für eine Minute vor: Mit einer Drehung eines 150-kg-Superschwungrads kann ein gewöhnlicher Pkw zwei Millionen Kilometer zurücklegen.
Modernes Superschwungrad.
Superschwungradtechnologien können aus völlig unverständlichen Gründen Großinvestoren nicht interessieren. Nurbey Gulia arbeitet noch an der Verbesserung seiner Erfindung und entwickelt die Möglichkeit, ein Graphen-Superschwungrad herzustellen (die Energiekapazität wird 1,2 kW * h / kg betragen).
Natürlich erfordern solche Entwicklungen sowohl finanzielle als auch "technische" Injektionen, aber die Aussichten auf eine Nutzung überwiegen nicht diese Probleme, die nicht nur gelöst werden können, sondern laut Gulia erforderlich sind.