Коллектив российских ученых разработает системы для генерации и хранения энергии в космосе. Финансирование на исследования консорциум научно-образовательных учреждений получит от Минобрнауки России: ученые выиграли грант (100 млн рублей в год) для проведения крупных научных проектов в 2024-2026 годах.
«Основная задача участников консорциума — под руководством вице-президента РАН Сергея Алдошина создать солнечные батареи с высоким КПД и энергопроизводительностью. Батареи будут работать в условиях космоса, поэтому должны быть легкими, гибкими, устойчивыми к радиации, низким температурам и иметь длительный срок службы — не менее 20 лет на околоземных орбитах. Коллеги в Москве будут работать над созданием новых материалов и перовскитных модулей на пластиковой основе, а также над созданием аккумуляторов. Наша задача — исследовать радиационную стойкость и батарей, и аккумуляторов по отношению к разным типам излучения. После того, когда станет понятно, что у нас получилось создать солнечные панели с необходимыми свойствами, их проверят в реальных условиях — на малом космическом аппарате на низкой околоземной орбите», — рассказывает руководитель научной группы УрФУ, заведующий лабораторией фотовольтаических материалов Иван Жидков.
Как поясняют физики, проект — прорывной. Сегодня в мире — бум исследований, направленный на разработку органических и перовскитных солнечных батарей для использования в космосе. Проблема заключается в том, что это крайне сложные и ресурсоемкие исследования: требуется немало средств, квалифицированные специалисты и дорогостоящее оборудование — в том числе для изучения работоспособности батарей и аккумуляторов в космических условиях.
«Дело в том, что в работах, которые сегодня ведутся, обычно изучается один из видов излучения — ускоренными электронами, протонами, нейтронами или гамма-лучами. Я не встречал опубликованные научные работы, где бы описывалось влияние двух и более повреждающих факторов на стабильность органических или перовскитных солнечных батарей, поэтому наша работа будет первым комплексным исследованием. Мы ожидаем прорывные и значительно опережающие текущие мировые работы результаты», — констатирует Иван Жидков.
Помимо космоса новые солнечные батареи могут пригодиться и на Земле: для территорий с экстремальным холодом (Арктика и Север России в целом) и жарким климатом, где, к примеру, современные аккумуляторы не работают, добавляют физики.
Отметим, заявки на конкурс Минобрнауки России подали 310 организаций, 50 из которых получат финансовую поддержку на проведение крупных научных исследований. Конкурсный отбор проводился по восьми направлениям — развития в области медицины, биотехнологий, энергетики, новых материалов, информационных и телекоммуникационных технологий, включая разработки в области машинного обучения и искусственного интеллекта. В 2020–2022 годах грантовую поддержку получил 41 крупный научный проект. В декабре 2022 года завершилась реализация первой очереди таких проектов. По результатам экспертизы на 2023 год продлили 21 проект.
Отметим, над созданием солнечных панелей будут работать сотрудники ФИЦ проблем химической физики и медицинской химии РАН, Уральского федерального университета, Института синтетических полимерных материалов РАН и Московского института электроники и математики Высшей школы экономики
Уральский федеральный университет — один из ведущих вузов России, расположен в Екатеринбурге. Участник проекта по созданию кампусов мирового уровня — части национального проекта «Наука и университеты», реализуемого Минобрнауки России. Университет — участник государственной программы поддержки российских вузов «Приоритет-2030», выступает инициатором создания и выполняет функции проектного офиса Уральского межрегионального научно-образовательного центра мирового уровня «Передовые производственные технологии и материалы».