Энергия из алюминия

Стартап AL Technologies разработал новый источник электроэнергии, который может быть использован для систем мониторинга нефте- и газопроводов, контроля движения поездов и автомобилей, телекоммуникационного оборудования и систем безопасности – или всего, что находится далеко от электросетей. В перспективе на этих источниках энергии смогут двигаться беспилотники, работать автономные поселения, малые суда и подлодки и пр. На следующий год планируется начать серийное производство топливных элементов, в потенциальных заказчиках – «Россети», МОЭСК, «Автодор». Об этом «Инвест-Форсайт» узнал от совладельца и гендиректора компании Константина Пушкина. Как это работает? Топливные элементы (ТЭ) – точнее, воздушно-алюминиевые топливные элементы – состоят из металлических алюминиевых пластин и водных электролитов (на щелочи или на соли). Если алюминиевые пластины опустить в водный электролит, начнется химическая реакция, при которой одновременно вырабатывается электрическая и тепловая энергии. КПД ТЭ – 50% в рабочем режиме, это хороший показатель для данного типа. Электрическая мощность новых «батареек» – до 1 кВт, по запасенной энергии – до 10‑15 кВт/ч и более. В среднем они могут обеспечивать электроэнергией от 10 дней до месяца, например, системы охраны и видеонаблюдения в автономном режиме. Размеры одного элемента составляют примерно 30 х 220 х 440 мм. Один топливный элемент мощностью до 10 Вт будет стоить до 3 тыс. руб. и может обеспечить работу датчика охраны примерно 700 часов – то есть около месяца. Их можно установить несколько и получить мощность до 190 Вт (такая установка будет стоить до 48 тыс. руб.). Электроэнергия выходит дешевой для автономного использования – стоимость расходных материалов – $2‑3 на 1 кВт/ч, у ближайших конкурентов – водородных топливных элементов – она равна $10‑12 на 1 кВт/ч. В отличие от более распространенных сейчас литий-ионных аккумуляторов, которые заряжаются от электрической сети, в ТЭ заменяются активные компоненты – алюминиевые пластины и электролит. Перезарядка происходит быстро, за 5‑10 мин, хотя требует создания специальной инфраструктуры. «Есть прогнозы, что ТЭ (алюминиевые и водородные) придут на смену литий-ионным аккумуляторам», – говорит Константин Пушкин. От прототипа в производство Лабораторные разработки этих ТЭ идут с 90‑х годов прошлого века. Начало разработки в России и их изобретение принадлежит научной группе «Электрохимические источники тока» МАИ, совместного коллектива кафедр 208 и 908, в которую входит сооснователь AL Technologies Константин Пушкин. Пушкин занимался этой темой еще в студенчестве, защитил диплом и кандидатскую по воздушно-алюминиевым топливным элементам. AL Technologies намерена запатентовать свое изобретение, уже подана заявка. У ООО «АЛ Технолоджис», основанной в 2017 г., три учредителя: Константин Пушкин (60%), Евгений Григорьев (20%) и Игорь Билоус (20%) (данные Контур.Фокус). Билоусу также принадлежит компания «Элмонт», которая является индустриальным партнером «Ал Технолоджис». На «Элмонте» развернуты опытное производство и лаборатория, где происходят испытания топливных элементов. В проект вложено 1,5 млн руб. собственных средств, еще 9,5 млн руб. стартап получил в виде грантов от фонда «Сколково». Энергопрорыв «АЛ Технолоджис» в 2017 г. участвовала в конкурсе «Энергопрорыв», организованном компанией «Россети», и ее проект автономной модульной энергоустановки на воздушно-алюминиевых топливных элементах для резервного электроснабжения попал в финал, хотя и не получил первого места. Так у стартапа появился потенциальный крупный заказчик. «Россетям» и МОЭСКу нужны надежные электрогенераторы на случаи отключения электричества для обеспечения энергией – прежде всего наиболее важных объектов. Отключения целых сел происходят нередко в результате стихийных бедствий, например ледяного дождя, приводящего к обрывам линий электропередач и пр. Будет увеличена мощность топливных элементов, чтобы обеспечивать электричеством обесточенные села. Первый регион, для которого планируются поставки этих источников электроэнергии, – Московская область. Одна установка на 100 кВт может стоить около $50 тыс. МОЭСК заинтересован в более дешевых резервных источниках электроэнергии, чем дизельные генераторы. «Существует довольно острая потребность в надежных резервных источниках электроэнергии, – отмечает Константин Пушкин, – потому что дизель‑генераторы очень часто не запускаются. Ну если они не запускаются, то смысла в них нет». Кроме того, дизель работает на неэкологичном виде топлива и загрязняет атмосферу оксидами углерода и азота. Воздушно‑алюминиевые ТЭ не выделяют вредных газов и оксидов, как это происходит в бензиновых и дизельных двигателях. Все, что получается в результате реакции, – это гидрооксид алюминия, или фактически глина, и сам алюминий нетоксичен для природы и человека. В России рынок электромобилей пока не так развит, чтобы работать над воздушно-алюминиевыми ТЭ для них, плюс необходимо создавать сеть «заправок» для замены алюминия и водного электролита в ТЭ. Однако «Тойота», например, уже развивает сеть собственных заправок на водороде. В мире есть две компании, развивающие воздушно-алюминиевые ТЭ. Это израильская Phinergy – для электромобилей, и японская Fuji Pigment – пока готовится запустить производство ТЭ. В 2020 году «Ал Технолоджис» планирует запустить производство ТЭ, которое может окупиться за 3 года. Выручка с продажи и обслуживания новых источников энергоснабжения мощностью до 1 кВт в первый год работы ожидается в размере 15‑20 млн руб. Если верить Константину Пушкину, предварительно «Россети», МОЭСК и подрядчики «Автодор» уже выразили заинтересованность приобрести 9 000 единиц топливных элементов у стартапа, что может принести ему выручку в $60 млн. Автор: Наталья Кузнецова