Эксперименты ИФХЭ РАН открыли новые возможности для электроэнергетики
Ученые подведомственного Минобрнауки России Института физической химии и электрохимии имени А. Н. Фрумкина РАН экспериментально показали, что специальная процедура создания механически и химически стойких покрытий с иерархической шероховатостью позволяет сохранять функциональные свойства супергидрофобных и скользких покрытий с пропиткой даже в условиях длительной выдержки в высокоинтенсивном коронном разряде, сопровождающемся повышенной концентрацией озона, интенсивным ультрафиолетовым излучением и бомбардировкой поверхности ускоренными ионами. Полученные результаты — существенный шаг в решении задачи создания новых материалов для повышения отказоустойчивости и энергоэффективности электроэнергетики.
Результаты опубликованы в журнале Energy Reports. В экспериментальной установке воспроизводились условия, типичные для высоковольтной линии электропередачи. Модельные высоковольтные провода с двумя типами водоотталкивающих покрытий — супергидрофобных и со скользким покрытием с пропиткой — в течение длительного времени (до 24 часов) при переменном напряжении 285-320 кВ подвергались воздействию коронного разряда.
«Согласно полученным результатам, при напряжении до 320 кВ оба типа покрытий сохраняют водоотталкивающие свойства, которые являются предпосылками их противообледенительных свойств. Супергидрофобные образцы продемонстрировали лучшую стабильность, чем скользкие покрытия с пропиткой, — рассказал старший научный сотрудник лаборатории поверхностных сил ИФХЭ РАН, кандидат физико-математических наук Кирилл Емельяненко. — Эксперимент показал, что деградация скользких покрытий с пропиткой в основном связана с истощением пропитывающего материала, вызванного коронным разрядом. Супергидрофобные образцы продемонстрировали способность к самовосстановлению».
Намерзание льда и снега на элементах высоковольтных линий приводит к обрыву проводов и повреждению опор распределительных сетей, что представляет опасность для людей и наземных сооружений. Помимо многомиллиардных потерь, коронный разряд вызывает электромагнитное и звуковое загрязнение, помехи радиосвязи и озонообразование, которое отрицательно воздействует на живые организмы. Уменьшение негативных последствий коронного разряда — важная экономическая и экологическая задача.
Поскольку стоимость тестирования линий электропередач в реальных условиях очень высока, комплексные исследования долговечности водоотталкивающих покрытий для электроэнергетики до настоящего времени практически отсутствовали.
«Полная площадь поверхности провода в линии электропередач большая. Из-за этого водоотталкивающее покрытие становится восприимчивым к эрозии и коррозии, особенно при высокой концентрации озона, характерной для коронного разряда, — объяснил Кирилл Емельяненко. — Сопровождающие коронный разряд ионы и электроны высокой энергии и ультрафиолетовое излучение угрожают целостности покровного слоя и приводят к частичному удалению пропитки. Таким образом, обе главные характеристики супергидрофобных покрытий и скользких покрытий с пропиткой — морфология и поверхностный слой — при воздействии коронного разряда становятся уязвимыми».
Полифункциональные покрытия с водоотталкивающими свойствами в последние два десятилетия вызывают большой интерес у промышленности и ученых. Наиболее перспективными считаются два вида — супергидрофобные покрытия и скользкие покрытия с пропиткой. Для создания таких покрытий проводится изменение морфологии поверхности и химических свойств поверхностного слоя. При этом удается контролируемым образом изменять многие, казалось бы, не связанные между собой характеристики материала.
Вместе с водоотталкивающими свойствами достигаются другие функциональные возможности, такие, как антиобледенение, коррозионная стойкость, низкое трение, механическая стойкость, снижение токов утечки. Сочетание различных функциональных свойств открывает широкие возможности для промышленного применения таких покрытий для проводов, изоляторов и опор высокого напряжения.
«Полученные результаты расширяют понимание того, как коронный разряд воздействует на функциональные материалы, и укрепляют оптимистичный взгляд на применимость супергидрофобных покрытий и скользких покрытий с пропиткой для задач передачи электроэнергии», — подытожил Кирилл Емельяненко. Работа профинансирована РНФ.
Telegram 
Дзен 
VK Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.
Нейробиологи СПбГУ продемонстрировали, что активация рецептора следовых аминов TAAR1 эффективно подавляет агрессивное поведение, вызванное полным отсутствием серотонина в мозге. В дальнейшем этот результат поможет в разработке лекарственных препаратов, направленных на коррекцию патологических форм агрессии, возникающих при посттравматическом стрессовом расстройстве (ПТСР) и шизофрении.
Канадские исследователи идентифицировали останки четырех членов пропавшей полярной экспедиции Джона Франклина 1845 года, сравнив их ДНК с генетическим материалом современных потомков. Открытие решило полуторавековую загадку с переодетым матросом и помогло восстановить маршрут отступления экипажа по льдам. Выяснилось, что при эвакуации моряки разделились по кораблям, после чего бросили ослабевших товарищей в спасательных шлюпках.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Мужчина, отправившийся на утреннюю прогулку на юго-западе Норвегии, случайно сделал крайне редкую и ценную находку — золотое украшение для ножен меча в виде переплетенных между собой змееподобных существ. По мнению ученых, в VI веке нашей эры этот артефакт специально поместили в трещину в скале в качестве подношения богам во времена голода и социальных потрясений.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно