9 Августа 2017

Установка для получения углеродных наноматериалов (УНМ) из газообразных сред

Опубликовал С. Петриченко

Краткая информация о разработке и сфере ее применения

Углеродные наноматериалы полученные из газообразных углеводородов имеют в своём составе как наноуглерод луковичной структуры, так и графеновые структуры. 

Возможное применение – присадки к топливу, к смазочным материалам, покрытия для поглощения электромагнитного излучения.
Инновационной составляющая образца – возможность регулировать фазовый состав продукта в условиях высокой производительности и низких удельных энергозатрат

1 - силовой преобразователь; 2 - высоковольтный трансформатор; 3 - реактор; 4 - пылевой фильтр;
5 - устройство утилизации; 6 - баллон с исходным сырьём

Прогрессивность разработки в Мире

Результаты опытных обработок газовой смеси с применением электроразрядного воздействия показали возможность обеспечить производство 1 кг углеродного нанопорошка с энергозатратами до 85 кВт·ч с расходом сырья не более 500 дм3.

Ожидаемые характеристики пилотного образца:

  • производительность синтеза углеродного порошка – 100 г/час;
  • установленная мощность – 5 кВт;
  • содержание Onion-Like в продукте – не менее 10 %.

По доступным литературным источникам аналоги с указанными характеристиками не обнаружены.

Краткая информация о Технологической дорожной карте

Этап 1. Изготовить пилотный (опытный) образец оборудования.

Этап 2. Показать технологические возможности такого инновационного оборудования и подтвердить в промышленных условиях его рыночные перспективы, которые учитывают различные модификации оборудования и имеют следующие преимущества инновации:

  • низкие удельные энергозатраты;
  • высокая производительность;
  • высокая чистота продукта (до 99,99 % углерода в составе);
  • высокое содержание луковичных углеродных (Onion-Like) наноструктур (не менее 10 %);
  • возможность регулирования фазового состава углеродных нанопорошков

Этап 3. Провести на базе Заказчика (субподрядчика) сертификацию углеродного нанопорошка по свойствам и составу и получить зеленую карту для продвижения инновационного оборудования на рынок электронной и машиностроительной промышленности.

Этап 4. Решение вопросов лицензирования на производство оборудования.

Краткая история научно-исследовательских работ, полученные награды

Работа над получением УНМ из газообразных сред начата в 2009 году в отделе импульсных высоковольтных систем. В 2014 году была внедрена установка получения УНМ из газообразных углеводородов, а в 2015 году за цикл работ "Високовольтні установки електророзрядного синтезу вуглецевих наноматеріалів з газоподібних вуглеводнів" была получена премия НАН Украины для молодых учёных.

Связанная с разработкой литература и патенты

  1. Д. В. Вінниченко. Вплив електричних параметрів високовольтних електророзрядних установок синтезу нановуглецю на їх продуктивність і питомі енерговитрати //  Технічна електродинаміка. 2016. №4. - С. 95–97.
  2. Д. В. Вінниченко. Визначення оптимальних характеристик високовольтної електророзрядної системи для реалізації технології електроімпульсного синтезу нановуглецю // Технічна електродинаміка. 2014. №4. - С. 129-131.
  3. А.А. Щерба. Д. В. Вінниченко. Стабілізація та регулювання режимних параметрів високовольтної електророзрядної системи для електроімпульсного синтезу нановуглецю //Вісник НТУ «ХПІ». 2014. № 21 (1064) - С.141-151.

Патенты:

  1. Пат. на кор.мод. 101098 Україна.  
  2. Пат. на кор.мод. 98475 Україна.
  3. Пат. 101891 Україна

Графические материалы и основные характеристики разработки:

Граф матер и техн х-ки.pdf