Учениця Академічній гімназії СПбДУ знайшла спосіб зробити електромобілі дешевше
Команда юних дослідників, до складу якої увійшла учениця Академічній гімназії ім. Д. К. Фаддеева Санкт-Петербурзького державного університету Єлизавета Авдєєнко, створила новий вид палива для електромобіля. Робота стала однією з кращих на проектної зміні «Великі виклики» в освітньому центрі «Сіріус».
Цього літа в освітній програмі «Великі виклики» взяли участь 400 обдарованих дітей з усієї Росії. За місяць вони створили і представили власні проекти в рамках 12 напрямків розвитку сучасної науки. Серед «великих викликів» людству - безпілотний транспорт і логістичні системи, агропромислові, біо- і нанотехнології, когнітивні дослідження, бионические роботи, нейроінтерфейси і багато іншого.
Гімназистка Єлизавета Авдєєнко пройшла відбір в «Сіріус» завдяки перемозі у Всеросійському конкурсі проектних і дослідницьких робіт школярів. Для конкурсу вона під керівництвом викладача Академічній гімназії СПбДУ Анни Карцева розробила свій варіант безпечного й екологічного акумулятора. На створення цього проекту Єлизавету надихнула завдання, яке вона вирішувала в рамках Всеросійського хімічного турніру школярів, що проходив в СПбДУ. За умовами завдання потрібно було придумати акумулятор, де б використовувалися окислювально-відновні реакції заліза.
«Я зрозуміла, що хімічний джерело струму можна зробити на основі будь-якої хімічної реакції, головне, щоб вона була оборотна, - розповіла школярка. - У турнірній задачі треба було використовувати саме залізо, тому я взяла берлінську блакить. Це речовина безпечна, і на його окисно-відновних реакціях я зробила свій проект ». Ліза пояснює, що для сучасних хімічних джерел струму необхідна велика ємність, тому її проект не може бути реалізований в промислових масштабах. Однак розроблений акумулятор вийшов недорогим, безпечним і екологічним: він підходить для невеликих домашніх приладів, яким не потрібно багато електроенергії.
«У" Сіріуса "мені дуже допомогли знання, отримані під час роботи над проектом в гімназії, - зазначила Єлизавета. - На відповідь великим викликам у нашої команди був лише місяць, тому без шкільної підготовки ми не змогли б зробити один з найкращих проектів зміни ». Проект, над яким дівчина працювала в «Сіріуса», став логічним продовженням її наукових пошуків. Разом з чотирма такими ж захопленими школярами Єлизавета розробляла особливий хімічний джерело струму - іншими словами, паливо для електромобіля.
Електромобіль - екологічна, але вкрай дорога альтернатива автомобілям на бензині. Група юних дослідників поставила перед собою завдання: здешевити вартість електромобіля і зменшити час його зарядки. «Електромобілі" Тесла "проїжджають без перезарядки всього 200 км, а ціна одного електромобіля складає 50 000 доларів, причому близько половини цієї вартості становлять літій-іонні акумулятори», - пояснила Єлизавета.
Команда школярів запропонувала альтернативу акумуляторам - «рідку» марганцево-цинковий батарейку, вміст якої можна викачувати і замінювати новими компонентами. З цією метою хлопці провели реконструкцію батарейки і зробили все хімічні речовини рідкими. За допомогою цілого ряду експериментів школярі довели, що така «начинка» батарейки не впливає на її працездатність.
За задумом, рідкі хімічні речовини - цинк, діоксид марганцю і електроліт - по черзі вводяться в батарейку через прозорі дроти. Потім витрачені компоненти викачуються за допомогою спеціальних насосів-поршнів і вивозяться на завод, де за допомогою електрохімічних реакцій переробляються для подальшого використання.
Проект «Хімічний джерело струму. Паливо для електромобіля »був високо оцінений експертами - членами журі, і Єлизаветі запропонували уявити командну роботу на підсумковій конференції зміни в« Сіріуса ». «В минулому році я теж брала участь в проектній зміні, але моя робота не пройшла на підсумкову конференцію, - розповіла Єлизавета. - Думаю, мені дуже допоміг рік навчання в Академічній гімназії, куди я перейшла після 9 класу. В іншій, навіть в дуже хорошій школі, у хлопців немає можливості, як у гімназистів, щотижня працювати в університетських хімічних лабораторіях ».