Параметры аккумуляторов для бытовой электроники постоянно улучшаются, но потребителям этого мало. Давай, мол, революцию, хотим работать на своих ноутбуках целые сутки без подзарядки. Учёные дают оригинальный ответ на эти требования — создают ДВС для компьютера.
Промышленно-университетская исследовательская организация «Центр сенсоров и актуаторов в Беркли» (Berkeley Sensor & Actuator Center), университет Калифорнии в Беркли (University of California, Berkeley), исследовательское агентство Пентагона DARPA и ряд компаний США работают над любопытным проектом — двигателями Ванкеля размером в считанные миллиметры.
Руководит программой MEMS Rotary Engine Power System профессор Альберт Пизано (Albert P. Pisano) из университета Калифорнии.
Уже построен целый ряд роторно-поршневых ДВС с поперечником ротора всего в десяток-другой миллиметров и даже — один-три миллиметра с выходной мощностью, соответственно, 4-100 Ватт и 0,026-0,03 Ватта.
Какие же «автомобильчики» исследователи намерены приводить в движение этими микро-ДВС? Тут пора пояснить, что MEMS в названии программы означает «микро-электро-механические системы».
Эти необычные ванкели призваны крутить генераторы и давать ток для электронных приборов, различных датчиков (в том числе, работающих «в поле» с военными, скажем, целями), ноутбуков, сотовых телефонов, микророботов и тому подобных электронных устройств.
Казалось бы, чего огород городить с ДВС, имеющим подвижные части?
Есть же прекрасные литиево-ионные батареи, совершенствование которых ещё, заметим, продолжается.
По мнению профессора Пизано, резон есть. Микроскопические ванкели обладают плотностью энергии примерно 2300 Ватт-часов на килограмм (в случае использования жидкого водорода, как топлива, и с учётом КПД движка 20%), что раз в 7 больше, чем у литиевых аккумуляторов и раз в 14, чем у щелочных батареек.
Конечная цель — создание миниатюрных устройств в габаритах и дизайне привычных аккумуляторов (для сотовых телефонов, например), включающих в себя и запас топлива, и ДВС, и генератор.
Рассматриваются при этом модели под разные виды топлива (водород, углеводороды, спирты).
Интересно, что для самых маленьких своих движков исследователи предусмотрели оригинальный способ массового производства роторов и корпусов из кремния, способа, чем-то похожего на производство микросхем.
Исследование, начатое несколько лет назад, породило массу субпроектов.
Целый ряд организаций занимается созданием наилучших технологий, материалов и устройств для формирования топливной смеси, поджига её в столь миниатюрных ДВС, интегрирования генератора прямо в ротор и других подобных задач.
Упорству исследователей можно позавидовать. Но сторонникам идеи микроскопических ДВС противостоит другой сильный лагерь — создатели топливных элементов.
Миниатюризация и повышение технических характеристик последних идёт полным ходом. Предлагаются как варианты под водород, так и установки, в составе которых есть реформер, преобразующий в водород исходное топливо — чаще всего алкоголь.
Вот, к примеру японская фирма Casio в 2002 году создала сверхминиатюрные топливные элементы для ноутбуков и фотокамер по габаритам и соединительным деталям точно соответствующие стандартным аккумуляторам.
Элементы дополнены сверхминиатюрными реформерами, вырабатывающими водород из метанола.
По заявлениям фирмы, эти элементы легче аналогов по размерам литиево-ионных батарей при значительно большей ёмкости: типичный ноутбук проработает на них 16-20 часов.
Casio намеревалась вывести на рынок свои топливные элементы в 2004 году. Пока тихо.
Было ещё несколько сходных проектов у других компаний (и сроки начала продаж также называли — где-то в 2004-м), но об их массовом распространении также что-то не слышно. И про миниатюрные ванкели свежих и обнадёживающих (в смысле внедрения) новостей, увы, нет.
Может, народ не готов заправлять свои сотовые телефоны спиртом?
Возможно, дело в том, что огнеопасные приборы (всё же спирт, водород…) вызывают некоторые сомнения если не у потребителей, то наверняка хотя бы у авиакомпаний, которые едва ли согласятся пустить человека с таким ноутбуком на борт лайнера. Можно и другие близкие примеры придумать.
Серьёзное ли это препятствие для распространения экзотических «батареек» — покажет время. Но, видимо, в каких-то специфических областях, где соотношение вес/запас энергии критичен — столь необычные проекты найдут своё применение.
