СМИ о деятельности РОСНАНО

Последние события и самая актуальная информация о деятельности РОСНАНО

Программа «Формула бизнеса». Интервью с представителями компании «Термоинтех»

12 ноября 2012

ВЕДУЩИЙ: Белорусский вокзал. Ежедневно тысячи пассажиров покидают его перроны. И безопасность каждого из них напрямую зависит от машиниста поезда. Поэтому очень важно обеспечить комфортные условия труда для водителя локомотива. И сегодня мы узнаем, как с помощью нанотехнологий можно снизить утомляемость машиниста, а значит повысить безопасность на Российских железных дорогах. Кабина электровоза буквально напичкана приборами, излучающими тепло. Особенно жару поддает мощный электродвигатель, греющийся во время разгона или торможения. Летом работать за штурвалом локомотива иногда опасно для жизни — температура в кабине может повыситься до плюс 50 градусов.

Андрей ЗЫКИН, заместитель генерального директора компании «Термоинтех»: Представьте, что вы сидите за рулем автомобиля, который едет через пустыню. Вот примерно такое же состояние будет и у машиниста, если не кондиционировать его кабину.

ВЕДУЩИЙ: До последнего времени кабины локомотивов охлаждались традиционными фреоновыми кондиционерами. Но они часто ломаются и как минимум раз в год им необходим капитальный ремонт и заправка хладагентов. При этом сутки простоя каждого локомотива выливаются в миллионные убытки. Решить сразу две проблемы — безопасности и экономичности — могут новейшие термоэлектрические системы охлаждения. Но восьми локомотивах Российских железных дорог уже идут испытания.

Андрей КУДРЯШОВ, генеральный директор компании «Термоинтех»: Мы взяли технологии, которые готовились когда-то в Советском союзе для космоса, для дальних космосов и, в общем-то, для вооружения. Собрали ученых, которые стояли у истоков данных разработок, их учеников. И на новом качественном уровне создали, собственно, технологии, которые адаптированы к сегодняшнему дню, которые могут работать на более мирные задачи, скажем так.

ВЕДУЩИЙ: Термоэлектрическая система охлаждения способна произвести настоящую технологическую революцию, хотя принцип их действия был открыт почти 200 лет назад французом Жаном Пельтье. Но масштабное применение эти эксперименты нашли совсем недавно с наступлением эры полупроводников. Все начинается вот в этой установке. Специалисты предприятия в шутку ее называют «пьяной бочкой»: по невообразимо сложной траектории в стальном контейнере, словно в шейкере разламываются и смешиваются полупроводниковые материалы. Здесь же добавляются специальные нанокомпозиты, состав которых запатентован компанией. Далее смесь запаивается вот в такую стеклянную капсулу и загружается в печь синтеза. При температуре 1000 градусов происходит спекание всех компонентов. И в результате на выходе вот такой цилиндр. По специальной технологии его разрезают на полупроводниковые пластины толщиной около миллиметра и напыляют на них несколько контактных слоев.

Игорь Михайлович, что это за установка? Она мне чем-то больше напоминает конвейер.

Игорь ИСКОРНЕВ, начальник участка вакуумно-плазменной обработки компании «Термоинтех»: Да, действительно, это установка конвейерного типа. Она предназначена для нанесения металлизированных слоев на полупроводниковые пластины.

ВЕДУЩИЙ: Это вакуумная камера, да?

Игорь ИСКОРНЕВ, начальник участка вакуумно-плазменной обработки компании «Термоинтех»: Да, сейчас мы ее откачивать будем.

ВЕДУЩИЙ: Закрываем, да?

Игорь ИСКОРНЕВ, начальник участка вакуумно-плазменной обработки компании «Термоинтех»: Да. Далее закрывается дверка шлюза, и включаем откачку. Откачали, вакуум сравнялся — вакуум шлюзовой камеры с вакуумом технологической камеры. И теперь можно открывать затвор между этими камерами.

ВЕДУЩИЙ: В вакуумной камере выпекается своего рода многослойный пирог. На полупроводниковые пластины с помощью плазменных технологий может наноситься до семи слоев различных материалов. При окончательной сборке термоэлектрического кондиционера они обеспечивают безупречный контакт со всеми компонентами устройства. Термоэлектрические системы нового поколения по сравнению с традиционными кондиционерами обладают почти революционными характеристиками. В них отсутствуют механические части, они не требуют ремонта и ухода, потребляют столько же энергии, а срок их службы практически ничем не ограничен.

Андрей ЗЫКИН, заместитель генерального директора компании «Термоинтех»: Представьте себе, что у каждого дома у нас стоит где-то там, например, у дедушки в гараже, у бабушки радиола, радиоприемник. Они все были сделаны в свое время на лампах, потом были сделаны уже на транзисторах. То есть вот представьте, сколько работает полупроводник — это тот же транзистор — точно столько же и будет работать ваш термоэлектрический модуль. Если вы его не… так скажем, не бьете его электричеством, не пинаете, не играете с ним в футбол, то он будет работать дольше, чем мы живем. Наши внуки могут тоже пользоваться данными термоэлектрическими системами.

ВЕДУЩИЙ: Подобные системы могут найти применение где угодно. Например, в спецконтейнерах для медицины. Такие боксы незаменимы при перевозке органов для трансплантации, компонентов крови, доставки биоматериалов для племенного животноводства.

Андрей КУДРЯШОВ, генеральный директор компании «Термоинтех»: 40% плазмы крови донорской, которая, в общем-то, теряется у нас в стране собранной из-за того, что ее не могут доставить в специальных температурных режимах. Так вот, для меня самого было открытие это где-то полгода назад, что, в общем-то, термоэлектричество может абсолютно автономно позволить и быстро замораживать кровь на месте сбора ее и перевозить именно при температуре 18 градусов — не больше, не меньше — как и должно быть.

ВЕДУЩИЙ: В компанию «Термоинтех» неоднократно обращались зарубежные инвесторы о продаже данной технологии. Но российские специалисты решили работать на перспективу. Они обратились за поддержкой к государству к компании РОСНАНО. Она выступила соинвестором многолетнего инновационного проекта.

Дмитрий ПИМКИН, управляющий директор РОСНАНО: Сегодня объем проекта составляет 1,7 млрд рублей, в том числе наши деньги, которые мы проинвестировали — это 600 млн. Я думаю, что самоокупаемой компания станет где-то через год-полтора реально, потому что продажи только начинаются. Ну, и рассчитываем, что компания станет прибыльной уже через несколько лет.

ВЕДУЩИЙ: Вернемся на производство. После плазменного напыления проводящих слоев полупроводниковые пластины режутся на мелкие кубики. Размер каждого из них около миллиметра. А дальше сборка самого термоэлектрического модуля.

Светлана, как вы понимаете, что это качественная продукция? Каковы критерии качества?

Светлана ПЕСОЦКАЯ, заместитель главного технолога компании «Термоинтех»: Мы смотрим, не должно быть смещение полупроводникового элемента относительно к контактной пластине. Сами полупроводниковые элементы не должны иметь ни трещин, ни сколов.

ВЕДУЩИЙ: Светлана, давайте посмотрим, где рождается это стопроцентное качество?

Светлана ПЕСОЦКАЯ, заместитель главного технолога компании «Термоинтех»: Происходит это следующим образом: заготовка подается в рабочую область, машина определяет, смотрит реперные точки. Если ее все устраивает, она приступает к работе.

ВЕДУЩИЙ: Такие резкие движения, прям аж как-то боязно.

Светлана ПЕСОЦКАЯ, заместитель главного технолога компании «Термоинтех»: Естественно, скорость этого установщика 8 тысяч компонентов в час. Машина имеют свою камеру. Она визуально оценивает эти компоненты. Если на них есть какой-либо дефект, она их складывает в бункер. После того, как она расставила компоненты одного типа, она переходит к следующему питателю и расставляет компоненты другого типа.

ВЕДУЩИЙ: Все-таки каков процент брака при вот таком скоростном монтаже, насколько он высок этот процент брака или, наоборот, он очень низкий?

Светлана ПЕСОЦКАЯ, заместитель главного технолога компании «Термоинтех»: Процент очень низкий, потому что машина современная, она оснащена видеокамерой. И она компоненты сама отсматривает и бракованные отбрасывает, а точность расстановки — это доли микрон.

ВЕДУЩИЙ: Далее на пластину с сотнями полупроводников устанавливают контактные площадки из меди и сверху вся конструкция накрывается радиатором охлаждения из сверхчистого алюминия. Под действием давления и температуры в специальной камере происходит мгновенная пайка всех элементов этого многослойного высокотехнологичного пирога. Это и есть активный элемент термоэлектрического кондиционера. Раньше в термоэлектрических кондиционерах между полупроводниками и радиатором устанавливался дополнительный слой — керамический. Он изолировал элементы устройства друг от друга.

Дмитрий ПИМКИН, управляющий директор РОСНАНО: В принципе, термоэлектричество и термоэлектрический модуль известны уже достаточно давно. Но у них был один большой минус — это хрупкость, которую мы в данном проекте, собственно говоря, устранили и перешли на алюминиевый модуль с тонким нанокерамическим слоем, что позволяет использовать в гораздо более широких применениях.

ВЕДУЩИЙ: Специалисты «Термоинтеха» нашли способ отказаться от хрупкой керамики и вырастили изолирующий слой прямо в металле радиатора. Это пленка наномодифицированного оксида алюминия толщиной не более 30 микрон.

Андрей ЗЫКИН, заместитель генерального директора компании «Термоинтех»: Это слой, который мы назвали кератом. Он обладает довольно хорошей теплопроводностью. И в связи с тем, что он очень тонкий, он практически не имеет теплового сопротивления, то есть тепло и холод путешествуют в активную структуру, как мы ее называем, без всяких затрат.

ВЕДУЩИЙ: Термоэлектрические системы нового поколения не только эффективно охлаждают или нагревают окружающий воздух, но и вырабатывают электричество. Достаточно нагреть одну половину активного элемента, а другую как можно лучше охладить. Вот такие термоэлектрические генераторы скоро появятся почти в каждом загородном доме. А пока они активно используются компанией «Газпром» для питания сигнализации, электрозадвижек, устройств антикоррозионной защиты на протяженных и труднодоступных газопроводах.

Андрей КУДРЯШОВ, генеральный директор компании «Термоинтех»: Наши технологии позволяют снабжать их автономных источником питания, что, собственно говоря, позволяет не прокладывать длинные участки ЛЭП, не заниматься вырубкой лесов для так называемых просек для этих прокладок. И позволяют решать технические задачи, которые, собственно говоря, стоят на сегодняшний момент. Технология абсолютно статичная, ничего не крутится, не вертится. Уже есть ресурсные испытания. Я повторяюсь, что это давно уже, в общем-то, опыты шли с 67-го года в нашей стране. И с 75-го года первые термоэлектрические генераторы стоят в северных районах. И, в общем-то, работают до сих пор и как бы никто их не, в общем-то, не меняет.

ВЕДУЩИЙ: Александр Валентинович, что это за устройство и как это работает?

Александр НЕХОРОШЕВ, начальник цеха сборки и монтажа компании «Термоинтех»: Перед вами термоэлектрический генератор, значит, предназначенный для преобразования тепловой энергии в электрическую. Значит, подводится газ природный или сжиженный, производится поджиг, нагревается теплоприемник, который находится в центре конструкции. На теплоприемник крепится термоэлектрический модуль, который является сердцем этого изделия, который и преобразует тепловую энергию в электрическую за счет того, что на теплоприемнике температура высокая, на второй стороне модуля температура холодная. То есть разница температур создает ЭДС, то есть электрическую электродвижущую силу, то есть напряжение. Значит, мощность этого генератора 100 ватт. Значит, может обеспечить освещение и работу бытового прибора как телевизор.

ВЕДУЩИЙ: Сейчас специалисты предприятия занимаются проектированием нового термоэлектрического генератора. Его мощность составит уже 5 киловатт, а стоимость электроэнергии не превысит обычных тарифов и во многом благодаря патентованной нанотехнологии. Как видим, у новой технологии отличные перспективы. Скоро каждый 5-ый промышленный кондиционер в России в том числе и для локомотивов будет изготавливаться по технологии кератом. А тепловые электрогенераторы займут 100% рынка автономных систем электропитания. На сегодня все. До встречи!

Источник: Россия 24. Нанотехнологии, 10.11.2012