CC BY
0УДК 678 Юсупов Д.Р., Пионтковская С.А.
Юсупов Д.Р.
студент 2 курса Института автоматики и электронного приборостроения Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева (г. Казань, Россия)
Научный руководитель: Пионтковская С.А.
кан. техн. наук, доцент кафедры электрооборудования Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева (г. Казань, Россия)
ПРИМЕНЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ НАНОТРУБОК И ГРАФЕНА В ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ
Аннотация: в статье рассматриваются возможности использования наноматериалов для повышения эффективности процессов в электроэнергетике. Рассматриваются различные виды наноматериалов, их свойства и способы применения в электроэнергетике.
Ключевые слова: наноматериалы, электроэнергетика, нанотрубки, эффективность,
графен.
Наноматериалы представляют собой вещества, состоящие из частиц размером от 1 до 100 нанометров. Эти мельчайшие структуры обладают особыми свойствами, которые позволяют использовать их в разнообразных отраслях, включая электроэнергетику.
Одним из самых важных применений наноматериалов в области электроэнергетики является повышение эффективности передачи энергии. Наноматериалы могут быть использованы для создания более эффективных проводников и изоляторов, что позволит снизить потери энергии при передаче. Это особенно важно для обеспечения надёжного и эффективного электроснабжения в отдалённых районах или в условиях экстремальных температур.
В электроэнергетике используются наноматериалы, такие как углеродные нанотрубки, графен и наноматериалы с магнитными свойствами.
Углеводородные нанотрубки (УНТ) представляют собой полые цилиндры из слоев графита, которые сворачиваются в трубки с гексагональной организацией атомов углерода. Диаметр УНТ варьируется от одного до нескольких сотен нанометров, а их длина измеряется десятками микрон и постоянно увеличивается с развитием новых технологий производства. Эти структуры называются нанотрубками из-за их малых поперечных размеров.
Рисунок 1. Строение углеводородной нанотрубки.
Электроэнергетика может использовать углеводородные нанотрубки для разработки проводников нового поколения, которые будут демонстрировать значительно более высокую проводимость, нежели традиционные материалы. При этом, при всей их высокой эффективности, такие проводники будут иметь существенно меньший диаметр по сравнению с текущими стандартами. Это обстоятельство откроет перед инженерами и разработчиками уникальную
возможность для создания электрических компонентов более компактного размера, что, в свою очередь, приведет к значительному улучшению их общей эффективности. Использование углеродных нанотрубок в электронной промышленности позволит не только минимизировать размеры электрических устройств, но и существенно повысить их работоспособность, что, безусловно, станет шагом вперед к созданию более инновационных и высокотехнологичных продуктов для современного рынка.
Графен состоит из атомов углерода в монослое и обладает отчетливыми двумерными свойствами. Производство графена путем микромеханических расслоения - это простой процесс расщепления кристаллического графита. Метод отделения листов графена от кристаллического графита предполагает либо аккуратное прижатие мелких кристаллов графита друг к другу, либо использование клейкой ленты.
Рисунок 2. Строение графена.
Применение графена в электронике — это настоящий прорыв, который открывает перед нами широкие перспективы для разработки инновационных технологий и устройств. Благодаря его уникальным свойствам, мы можем создавать более совершенные и функциональные продукты, которые будут опережать свое время. Графен способен значительно улучшить производительность и надежность электронных компонентов, что делает его неотъемлемой составляющей современной электронной индустрии. Все больше
специалистов и инженеров приходят к выводу, что графен — это материал будущего, который изменит мир вокруг нас.
Таким образом, внедрение наноматериалов в практику электроэнергетики может стать толчком к формированию нового поколения электроснабжения, где каждая единица энергии будет использована с максимальной эффективностью, а системы снабжения будут выдерживать более высокие нагрузки и работать в более сложных условиях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Энергобезопасность и энергосбережение : Научно-технический журнал .— Москва : Московский институт энергобезопасности и энергосбережения, 2013 .— 2008 .— №2 .— 68 с. — URL: https://rucont.ru/efd/225810 (дата обращения: 28.03.2024);
2. Наноматериалы и нанотехнологии в энергетике: монография: в 2 т. Т. I. / под ред. Э.В.Шамсутдинова и О.С.Зуевой. - Казань: Казан, гос. энерг. ун-т, 2014. - 399 с;
3. Мулюков Р.Р., Баимова Ю.А. М11 Углеродные наноматериалы: учебное пособие / Р.Р. Мулюков, Ю.А. Баимова. - Уфа: РИЦ БашГУ, 2015 - 160 с.- ISBN 978-5-7477-3825-6
Yusupov D.R., Piontkovskaya S.A.
Yusupov D.R.
Kazan National Research Technical University (Kazan, Russia)
Scientific advisor: Piontkovskaya S.A.
Kazan National Research Technical University (Kazan, Russia)
APPLICATION OF HYDROCARBON NANOTUBES AND GRAPHENE IN ELECTRIC POWER INDUSTRY
Abstract: the article discusses the possibilities of using nanomaterials to improve the efficiency of processes in the electric power industry. Various types of nanomaterials, their properties and methods of application in the electric power industry are considered.
Keywords: nanomaterials, electric power industry, nanotubes, efficiency, graphene.
