Geum.ru

Федеральное агентство по атомной энергии фгуп «цнииатоминформ» центр «атом-инновация» материалы инновационного форума росатома июнь, 2007 год москва партнеры форума

Вид материалаДокументы

Содержание


ЭЛЕКТРОНИКА Портативные топливные элементы для малой электроники
Подобный материал:
1   ...   52   53   54   55   56   57   58   59   60

ЭЛЕКТРОНИКА

Портативные топливные элементы для малой электроники


Трусов Л.И., ассоциация «АСПЕКТ»

Основное направление деятельности Ассоциации «АСПЕКТ» в последние 15 лет связано с исследованием, разработкой технологии и практическим применением нанопористых материалов.

В последнее время, используя собственные уникальные разработки микрофильтрационных металлокерамических мембран, Ассоциации «АСПЕКТ» ведет успешные работы по созданию малогабаритных топливных элементов.

Особенность оригинальной конструкции элемента состоит в использовании металл-углерод-керамических пористых матриц в качестве носителей для создания всех элементов мембранно-электродных сборок. Например, твердоэлектролитная часть сборки представляет собой матрицу, заполненную новыми протонпроводящими полимерами. Следует отметить, что в рамках международного сотрудничества Федерального агентства по науке и инновациям этот проект был выбран в качестве международного проекта по программе International Partnership for the Hydrogen Economy — IPHE (Международное партнерство по водородной экономике).

Ассоциация «АСПЕКТ» объединила ведущие научные центры России для участия в программе IPHE. Зарубежными партнерами в этом проекте являются такие известные центры, как Ливерморская национальная лаборатория (США), Институт Фраунгофера (Германия), Корпорация CMR (Англия) и другие. Программа включает разработку пластичной нанопористой керамики, разработку новой технологии для наноуглеродных слоев с нанокластерами катализаторов, расположенных в порах, теоретические и экспериментальные исследования размерных эффектов массопереноса и электропроводности в градиентных нанопористых структурах. В России проект реализуется по заказу Федерального агентства по науке и инновациям.

В рамках проекта решается проблема микроминиатюризации в микроэнергетике за счет высокой плотности компоновки элементов устройства. Применение градиентно-пористых структур позволяет реализовать все устройства в единой твердотельной матрице и избежать сложных сборочных операций, свойственных современной гибридной технологии топливных элементов.

Значительное число новых размерных эффектов в таких структурах связано не только с малостью размера пор, но и с неоднородным градиентным строением нанопористого материала. Например, на толщине несколько десятков микрон размер пор может изменяться в десятки тысяч раз.

Проект реализуется на базе Московской академии тонкой химической технологии (МИТХТ), тем самым опытно-промышленные технологии, научные лаборатории и студенческие практикумы неразрывно взаимосвязаны. Лаборатории и учебный центр должны стать основой научно-учебного центра коллективного пользования в области водородной энергетики. По своей концепции и технической оснащенности центр не уступит аналогичным центрам в Мичиганском и Техасском университетах США. В России в число соисполнителей проекта входят ведущие институты РАН:
  • Институт нефтехимического синтеза (ИНХС) РАН;
  • Институт проблем химической физики (ИПХФ) РАН;
  • Институт проблем технологии микроэлектроники и особо чистых материалов (ИПТМ) РАН;
  • высшее учебное заведение — Государственное образовательное учреждение (ГОУ) МЭИ;
  • промышленные партнеры: ОАО «Приборный завод «Тензор»; ООО «Научно-производственное предприятие (НПП) «ЛИТИЙ».

Задача проекта — создание портативных топливных элементов (ПТЭ) двух типов — мощностью 1–2 Вт и 20–25 Вт.

В качестве инновационной основы в проекте использована оригинальная разработка, не имеющая аналогов, — градиентно-пористая мембранная структура.

Эта разработка прошла международное патентование. Правообладателем на два патента является Ассоциация «АСПЕКТ». Кроме того, в процессе реализации проекта подано еще семь новых патентов, защищающих отечественный приоритет в этой области.

В ходе реализации проекта будет организован производственный участок на предприятиях «Тензор» и «Литий», представлена конструкторская и технологическая документация, опытные образцы ПТЭ двух типов.

Ассоциация «АСПЕКТ» развивает дополнительные направления, расширяющие горизонты работ по ПТЭ и создающие заделы на перспективу. Это:
  • создание межвузовского учебно-научного центра,
  • международное партнерство в программах IPHE и Initiatives for Proliferation Prevention — IPP («Инициативы по предотвращению распространения оружия массового поражения»),
  • предложения для коммерциализации разработки за рубежом путем выпуска экспортно-ориентированной продукции в особой экономической зоне наукограда Дубна.

Сегмент рынка, на который ориентируется Ассоциация «АСПЕКТ», осуществляя проект ПТЭ, — рынок малой электроники: все компании, разрабатывающие ПТЭ для сотовых телефонов и ноутбуков, например SONY, Nokia, Motorola, SFC, NEC, Toshiba, Casio, STMicroelectronics, Samsung.

По результатам проекта и с учетом перечисленных перспективных направлений, развиваемых Ассоциацией «АСПЕКТ», предусматривается следующая стратегия дальнейшего развития проекта — «Поставка отечественных комплектующих — МЭБ в системы, разрабатываемые зарубежными компаниями» (например, SONY, Nokia, Motorola и др.). Можно выделить следующие три направления для коммерциализации:
  1. Компании-разработчики ПТЭ для сотовых телефонов и ноутбуков.
  2. Собственные потребители — заводы «Тензор» и «Литий» и их клиенты (с потребностью в сотни тысяч изделий): системы охранной сигнализации, системы безопасности.

Совместное с заводами «Тензор» и «Литий» обеспечение разработки лабораторных комплексов по тематике ПТЭ для всех вузов страны, имеющих специализацию по химии, электрохимии, водородной энергетике, возобновляемым источникам энергии.