Китай запустил крупнейший завод по производству этанола из угля

Этанол давно стал эффективной добавкой к биотопливу, а также является важнейшим ингредиентом для химической промышленности. Традиционно для этих нужд его получают из продуктов сельского хозяйства, что невольно подрывает рынок продовольствия. Китайские учёные смогли разработать технологию получения чистейшего этанола из низкосортного угля, тем самым оставив зерно, кукурузу и другие богатые углеводами продукты для пищевого рынка.

Технологию DMTE разработал Даляньский институт химической физики (DICP) совместно с государственной компанией «Нефтяная группа Шэньси Яньчан» (Shaanxi Yanchang Petroleum Group). При производстве кокса собирается газ, из которого производится метанол. Затем после серии реакций метанола в присутствии катализаторов производится этанол.
Разработки линии и техпроцесса стартовали в 2010 году. В 2017 году группа исследователей помогла спроектировать первую в мире линию по производству этанола из угля мощностью 100 000 тонн в год, которую построили в северо-западной провинции Шэньси. С тех пор исследователи оптимизировали процесс реакции и снизили производственные затраты, заменив оригинальные дорогостоящие катализаторы на недрагоценные металлы.

В июне прошлого года в Китае в тестовом режиме запустили комплекс по производству этанола из угля мощностью 500 000 тонн этанола в год, использовав оборудование только отечественного производства. Завод начал работать в той же провинции Шэньси. Новый завод, работа которого официально стартовала 29 декабря, стал крупнейшим производством в мире с годовой мощностью выработки 600 000 т этанола.
Китай для нужд химической промышленности и производства топливных добавок ежегодно нуждается в 10 млн т этанола. В прошлом году в стране из ферментированного зерна было произведено 2,7 млн т этого вещества. Уже запущенные и строящиеся заводы по производству этанола из угля нацелены производить до 3,95 млн т этанола в год. По данным источника, таких в Китае 11 предприятий, ещё два начнут работу за рубежом по китайской технологии. Во всём мире ежегодно производится 100 млн т этанола, преимущественно в США и Бразилии и, в основном, из зерна. У Китая есть шанс прекратить использовать для получения этанола сырья для продуктов питания. Это тем более важно, что Китай также зависим от импорта зерновых культур.

Источник: https://3dnews.ru/1098225/kitay-zap...o-proizvodstvu-etanola-iz-nizkosortnogo-uglya

Американская Nanotech Energy начинает выпуск литиевых аккумуляторов 18650, которые не горят

Американская компания Nanotech Energy пообещала наладить в начале 2024 года производство невоспламеняемых литиевых аккумуляторов формфактора 18650. Выпуском будет заниматься местный производитель — компания Voltaplex, которая уже начала принимать заказы. Батареи Nanotech Energy никогда не подожгут дом, автомобиль или скутер, поскольку им нестрашны физические повреждения и перегрев.

Массовые литийионные аккумуляторы подвержены возгоранию, если в их структуре произошли дефектные изменения или нагрев превысил допустимое значение. Дефекты ведут к короткому замыканию с воспламенением электролита. Самое неприятное, что в процессе штатной работы батарей на электродах нарастают так называемые дендриты — осаждается литий и растёт подобно иглам, пока не протыкается сепаратор и не возникает замыкание. Чего только ни придумано, чтобы ликвидировать или хотя бы уменьшить опасность пожаров, но электромобили, велосипеды и повербанки продолжают гореть и даже уносить с собой жизни людей.
Компания Nanotech Energy стала одной из многих, кто обещает производство пожаробезопасных литиевых батарей. Она разработала технологию с использованием графена и патентованного электролита. В серии роликов компания показывает, что разрушение её литиевых элементов не сопровождается воспламенением.

Утверждается, что аккумуляторы Nanotech Energy производятся в США и рассчитаны на работу при температуре от -40 °C до +60 °C. Элементы не загораются при температуре 180 °C. Формфактор батарей может быть любым для разнообразного коммерческого использования.

Источник: https://3dnews.ru/1098250/v-ssha-sobirayutsya-vipuskat-pogarobezopasnie-litievie-akkumulyatori-18650

Китайские ветряные и солнечные электростанции обошли по генерации угольные

Несмотря на то, что уголь по-прежнему остаётся основным источником энергии в Китае, страна активно развивает возобновляемую энергетику. В первой половине года на долю ветровой и солнечной энергии пришлось 38,4 % от общей выработки электричества, тогда как доля угольных электростанций снизилась до 38,1 %, открывая путь к более «зелёному» будущему.



Источник изображения: Alexey Komissarov / Unsplash

Как сообщает китайское издание SCMP, ссылаясь на отчёт Ассоциации торговли электроэнергией (CEC), ожидается, что в этом году Китай подключит к сети около 300 ГВт солнечных и ветряных электростанций, что немного превысит показатель предыдущего года в 293 ГВт. Это увеличит суммарную мощность возобновляемых источников энергии до 1350 ГВт к концу года, составив более 40 % от общей мощности в 3300 ГВт всех используемых на территории Китая источников энергии.

Продолжающийся рост установки солнечных и ветровых электростанций также приведёт к тому, что общая мощность источников энергии, включая атомную и гидроэнергетику, достигнет 1900 ГВт к концу 2024 года, что составит 57,5 % от общего энергетического баланса страны по сравнению с 53,9 % в 2023 году. При этом Китай, являющийся крупнейшим в мире источником выбросов парниковых газов и потребителем электроэнергии, намерен достичь углеродной нейтральности, доведя выбросы CO2 к 2060 году до нуля и получая 80 % своего общего энергобаланса из возобновляемых источников энергии.



Источник изображения: American Public Power Association / Unsplash

По данным CEC, на конец первого полугодия общая мощность ветряных и солнечных электростанций в стране составила 1180 ГВт, что составляет 38,4 % от общей мощности в 3070 ГВт. Между тем, мощность угольных электростанций к концу июня сократилась до 1170 ГВт, или 38,1 % от общей установленной мощности, и по прогнозам опустится ниже 37 % к концу года.

Президент Си Цзиньпин заявил в 2021 году, что страна будет «строго контролировать потребление угля» до 2025 года и постепенно сокращать его потребление с 2026 года. Однако на данный момент инфраструктура Китая по-прежнему нуждается в модернизации для повышения гибкости передачи и хранения энергии.

Источник: https://3dnews.ru/1108628/v-kitae-dolya-vetrovoy-i-solnechnoy-energetiki-vpervie-previsila-ugolnuyu

Разработаны тонкоплёночные солнечные панели: их можно крепить на чём угодно — от рюкзаков до автомобилей

Исследователи с факультета физики Оксфордского университета разработали революционный подход для повсеместного распространения солнечной энергетики. Они создали многослойное мультиспектральное покрытие в 150 раз тоньше обычной кремниевой солнечной панели. Такое покрытие можно наносить на рюкзаки, задние панели телефонов, автомобили и стены зданий, в корне меняя подход к производству электричества.



Источник изображений: Oxford University

«Всего за пять лет экспериментов с нашим подходом к укладке или многопереходной [компоновке] мы повысили эффективность преобразования энергии примерно с 6 % до более чем 27 %, что близко к пределам того, чего сегодня могут достичь однослойные фотоэлектрические системы, — сказал доктор Шуайфэн Ху (Shuaifeng Hu), научный сотрудник Оксфордского университета по физике. — Мы считаем, что со временем такой подход позволит фотоэлектрическим устройствам достичь гораздо большего КПД, превышающего 45 %».

Задолго до публикации работы об исследовании, команда учёных получила сертификат на свой фотоэлемент от Японского национального института передовых промышленных наук и технологий (AIST). Согласно документу AIST, созданный командой из Оксфорда тандемный фотоэлемент на основе перовскита обладает КПД свыше 27 %. Но эффективность — не главный конёк изобретения. Самое важное, что команда разработала технологию нанесения тончайших фотоэлементов едва ли ни на любую основу.





Более того, 14 лет назад из стен университета вышла компания Oxford PV, которая занимается коммерциализацией фотоэлектрических разработок учёных Оксфордского университета. Компания имеет производственное предприятие в пригороде Берлина. На этом заводе, если верить заявлениям учёных, уже стартовало производство опытных партий тонких и гибких тандемных перовскитных солнечных элементов с заявленными выше характеристиками.

Это только первый шаг к тому, чтобы уйти от тяжёлого и неудобного для повсеместного использования кремния в солнечной энергетике, верят исследователи, и обещают ещё многократно улучшить характеристики своей разработки.

Источник: https://3dnews.ru/1109282/uchyonie-...-lyubuyu-poverhnost-ot-ryukzakov-do-telefonov

В Испании разработали «двумерные» солнечные панели — идеальные для фасадов зданий

Испанские исследователи из группы SyNC Института солнечной энергии Политехнического университета Мадрида (UPM) разработали прототипы ультратонких солнечных элементов на основе двумерных материалов. В серии экспериментов были проработаны технологии и материалы для коммерчески выгодного производства таких панелей. Моделирование показало, что покрытие такими панелями типичного небоскрёба в Мадриде на 30 % покроет потребности здания в электроэнергии.
Используя технологию «hot-pick-up» (сухого переноса и комбинации материалов для создания ван-дер-ваальсовых гетероструктур), учёные смогли создавать высокоэффективные двумерные структуры, которые по толщине практически лишены третьего измерения, но при этом сохраняют способность эффективно поглощать солнечный свет. Сборки для экспериментов учёные получали путём подбора, сборки и осаждения фрагментов 2D-материалов в прозрачные «пузыри», что позволяло формировать тонко настраиваемые конфигурации для достижения оптимального захвата энергии фотонов.
Основные преимущества новых солнечных элементов — это их экстремальная тонкость, полупрозрачность, малый вес, высокая гибкость и потенциально низкая себестоимость производства. Благодаря этим свойствам элементы можно наносить практически на любую поверхность, включая фасады зданий, не нарушая поступления естественного света внутрь помещений. Моделирование, проведённое исследователями, показало, что покрытие фасада типичного мадридского небоскрёба такими полупрозрачными элементами способно обеспечить до 30 % энергетических потребностей здания.

Предложенные солнечные панели ориентированы в первую очередь на интеграцию в здания. Полупрозрачные солнечные панели позволяют генерировать электроэнергию, сохраняя эстетику архитектуры и комфорт естественного освещения в интерьерах. Лёгкость и гибкость делают их особенно перспективными для применения на высотных зданиях, где установка традиционных тяжёлых панелей затруднена.
Исследователи подчёркивают, что масштабирование производства возможно за счёт методов напыления и осаждения из растворов на большие площади, что существенно снизит затраты и откроет путь к коммерциализации технологии. По мнению команды UPM, такие ультратонкие солнечные элементы относятся к числу наиболее перспективных решений для встроенной солнечной энергетики в городской среде, способствуя переходу к энергоэффективным и эстетически привлекательным зданиям будущего.

Источник: https://3dnews.ru/1138636/v-ispanii...olnechnie-paneli-idealnie-dlya-fasadov-zdaniy

Китай обогнал все страны по атомной энергетике — установленная мощность АЭС страны достигла 125 млн кВт
================================================== ====

В КНР работают 60 коммерческих ядерных реакторов

================================================== ====

Китай вышел на первое место в мире по установленной мощности атомной энергетики. По данным China Nuclear Energy Association, общий объем действующих атомных мощностей страны достиг 125 млн кВт.

Китай обогнал все страны по атомной энергетике — установленная мощность АЭС страны достигла 125 млн кВт
Изображение сгенерировано Nano Banana
Сейчас в Китае работают 60 коммерческих ядерных реакторов, еще 36 энергоблоков строятся — это более половины всех строящихся атомных объектов в мире. Еще 16 блоков уже получили разрешение и ждут начала строительства. В этом году в стране уже начались работы на двух новых блоках, а по плану в эксплуатацию должны быть введены семь.

Параллельно Китай реализует долгосрочную цель по наращиванию установленной атомной мощности. Для этого страна делает ставку на собственные технологии, в том числе на реактор Hualong One, который используется на новых объектах. Это трехпетлевой водо-водяной ядерный реактор с водой под давлением. Срок службы составляет 60 лет, установленная мощность каждого энергоблока Hualong One составляет около 1200 МВтэ, и каждый из них может ежегодно вырабатывать около 10 млрд кВт·ч электроэнергии.

Источник https://www.ixbt.com/news/2026/04/17...5-mln-kvt.html

Стартап учёного из NASA заявил о разработке неиссякаемых источников питания на энергии вакуума

Только что представленный стартап Casimir сообщил об удивительной разработке — неиссякаемых источниках питания, черпающих энергию из квантовых колебаний вакуума. Разработчик технологии долго работал в NASA и выполнял исследования по колебаниям вакуума для агентства DARPA, откуда он вынес идею и принцип бесконечного источника питания. Стартап получил щедрое финансирование и готов представить первые вакуумно-квантовые источники питания в 2028 году.



Источник изображения: Casimir

Сначала несколько слов об основателе новой компании. Это некто Гарольд «Сонни» Уайт (Harold G. «Sonny» White). С начала 2010-х годов он работал над совместными проектами NASA и DARPA по изучению эффекта Казимира для микрорезонирующих полостей разного профиля. Эффект Казимира заключается в том, что две близко расположенные в вакууме пластины начинают притягиваться друг к другу под давлением квантовых колебаний вакуума — постоянных квантовых процессов в вакууме, представляющих собой электромагнитные колебания квантовых полей, а также рождение и уничтожение виртуальных частиц. Вакуум пуст только в обыденном понимании. Как доказали теоретики, это неисчислимая совокупность квантовых полей со всеми вытекающими из этого явлениями — как волновыми, так и корпускулярными.

Например, на основе своих изысканий для DARPA Уайт обнаружил пузырь Алькубьерре. Если вкратце, то это доказательство возможности создания WARP-двигателя для путешествий со скоростью выше скорости света. В 2021 году в журнале European Physical Journal он опубликовал соответствующую статью. Позже — в 2024 году — другие физики обосновали непротиворечивость создания WARP-двигателя для нашей Вселенной. Тогда же Уайт вынес идею, что энергию колебаний вакуума можно конвертировать в привычное нам электричество.

В оригинальном эксперименте по доказательству эффекта Казимира пластины схлопываются под воздействием колебаний вакуума — к этому приводят длины волн, которые больше зазора между пластинами. Они «бушуют» с внешних сторон пластин, тогда как между пластинами царят тишь и благодать. Энергию смещающихся пластин (работу) можно использовать для получения энергии, но только один раз, ведь потом пластины нужно вернуть в исходное состояние, на что будет расходоваться вся полученная из вакуума энергия. Компания Casimir заявляет, что решила эту проблему.

Стандартная квантовая электродинамика трактует эффект Казимира как перераспределение энергии поля, а не как источник свободно извлекаемой мощности. Для реального извлечения энергии потребовалось бы создание неравновесной квантовой системы, в которой нарушается симметрия вакуумных состояний без затрат на восстановление начального состояния. Такую возможность предлагает представленный стартапом проект MicroSparc, на реализацию которого компания получила начальные инвестиции в размере $12 млн.

В общем случае MicroSparc представляет собой структуру нанополостей, в которой возникает асимметрия плотности квантовых колебаний, создающая устойчивый поток энергии. Между полостями создаётся массив электрически связанных наностержней. Внешнее давление колебаний вакуума оказывает воздействие на стенки полостей, но, поскольку они жёстко закреплены на подложке, все усилия приводят к воздействию на атомы в стенках и к туннелированию электронов из стенок полостей в сторону наностержней. Создаётся устойчивый поток электронов от стенок к стержням и дальше по цепи. Поскольку вакуум постоянно «кипит» от полей, этот поток (и ток в цепи) будет бесконечным.



Прототипы неиссякаемых источников питания

Для получения полезной мощности чип источника питания должен содержать миллиарды синхронизированных квантовых резонаторов с высочайшей добротностью, а также сверхмалошумящую схему миграции электронов на частотах терагерцевого диапазона. Даже при оптимистичном сценарии плотность мощности подобного устройства, по оценкам теоретиков, была бы крайне мала — вероятно, микроватты на квадратный сантиметр. Впрочем, это уже было бы хорошо, ведь такой мощности достаточно для питания автономных датчиков или сверхэкономичных IoT-узлов.

Согласно планам компании, она намерена представить бесконечные источники питания на колебаниях вакуума в 2028 году. Целевым показателем станет создание чипа со сторонами 5 мм и выходным напряжением 1,5 В при токе 25 мкА. Создание массивов таких чипов позволит вырабатывать больше мощности, получив в итоге неисчерпаемые источники питания для подзарядки смартфонов и даже бытовых нужд — размером с буханку хлеба и мощностью до нескольких сотен ватт.

Научное сообщество пока относится к проекту предельно осторожно. Причина скепсиса проста: извлечение энергии из колебаний вакуума в форме непрерывной полезной работы потенциально конфликтует с законами термодинамики и требует фундаментального пересмотра трактовки вакуумного состояния в квантовой теории поля. Пока компания Casimir не представит воспроизводимые измерения мощности, спектральные данные, энергетический баланс и не пройдёт независимую рецензию в профильных журналах уровня Nature или Physical Review, MicroSparc следует рассматривать как чрезвычайно интересную, но неподтверждённую гипотезу, а не технологический прорыв.

Источник: https://3dnews.ru/1141726/startap-uc...nergii-vakuuma

Первый в Африке гравитационный аккумулятор построят в ЮАР

Южно-Африканская государственная энергокомпания Eskom объявила о запуске одного из самых необычных энергетических проектов последних лет — строительстве совместно с американо-швейцарской компанией Energy Vault промышленной гравитационной системы накопления энергии. Вырабатываемое солнечными станциями электричество будет поднимать 30-тонные блоки на высоту, и опускать их для возвращения энергии в сеть.


Источник изображения: Energy Vault

Объект решено строить на площадке старой угольной электростанции Hendrina в провинции Мпумаланга. Проект должен стать частью программы модернизации энергосистемы страны, которая сталкивается с хроническими перебоями электроснабжения и нуждается в масштабных накопителях для балансировки солнечной и ветровой генерации, доля которых растёт в энергобалансе страны.

Технические параметры первой установки достаточно внушительные: мощность составит 25 МВт, а ёмкость хранения энергии — 100 МВт·ч, что обеспечит около четырёх часов автономной выдачи энергии на полной мощности. Система будет построена на платформе EVx 2.0 GESS (Gravity Energy Storage System). В её основе лежит принцип преобразования электрической энергии в потенциальную: специальные подъёмные механизмы поднимают массивные композитные блоки на высоту башенной конструкции, а при необходимости блоки опускаются, вращая генераторы и возвращая электричество в сеть. В отличие от гидроаккумулирующих станций, такая технология не требует больших объёмов воды и может использовать отходы промышленного производства, включая угольные, для изготовления грузовых блоков.

Дополнительно соглашение предусматривает возможность развёртывания до 4 ГВт·ч накопителей в странах Южноафриканского сообщества развития (SADC), куда входят 16 государств региона, например Зимбабве, Мозамбик, Ангола, Ботсвана, Танзания, Замбия и другие. Инженерная концепция также предполагает локализацию части производства, передачу технологий, обучение персонала Eskom и интеграцию системы в существующую сетевую инфраструктуру.

Для Южно-Африканской Республики проект имеет стратегическое значение. Страна по-прежнему зависит от угольной генерации, а её энергосистема регулярно испытывает дефицит мощности. Гравитационные накопители способны аккумулировать избыточную энергию солнечных и ветровых станций в часы низкого спроса и быстро возвращать её в сеть при пиковых нагрузках. Если пилотная установка подтвердит расчётные характеристики — высокий ресурс, низкую деградацию и эффективность длительного хранения, — технология может стать важной альтернативой литийионным батареям для крупных сетевых объектов и ускорить энергетический переход региона к более устойчивой и низкоуглеродной модели энергоснабжения.

На сегодняшний день, похоже, аналогичный проект Energy Vault полностью реализован только в Китае. Гравитационный аккумулятор, аналогичный проекту в ЮАР по мощности и ёмкости, подключили к энергосети Китая в августе 2024 года. В том же году строительство гравитационного аккумулятора началось в США, в Техасе. Однако этот проект всё ещё не доведён до конца, и его статус остаётся неясным.

Источник: https://3dnews.ru/1141686/perviy-v-a...stroyat-v-yuar