Дорогами ветров. Часть III

Суперконденсатор – уникальное устройство для накопления энергии с высокой мощностью и энергоемкостью. Прорыв, что доводили до ума три десятка лаборантов. В отличие от батарей, аккумуляторов или электролитических конденсаторов, ионистор не имеет диэлектрического слоя. Процесс зарядки-разрядки происходит в слое ионов, сформированном на поверхностях положительного и отрицательного электродов. Под действием приложенного напряжения анионы и катионы движутся к соответствующему электроду и накапливаются на поверхности, образуя, таким образом, двойной электрический слой. Толщина такого слоя между «обкладками» конденсатора крайне мала, а площадь пористых материалов обкладок – колоссальная, оттого и запасённая ионистором энергия выше по сравнению с обычными конденсаторами того же размера. Электролит проникает между частицами активированного угля, и электрод как бы «пропитывается» им. Общую ёмкость ионистора можно представить, как большое количество малых конденсаторов, где каждая частица активированного угля – небольшой электрод.

Элементарная конструкция обеспечивала хорошую ёмкость, низкие токи утечки и длительный срок службы. Бонусом идёт отсутствие необходимости контроля и значительное снижение требований по силе и частоте тока. Никаких больше зарядок размером с чемодан. Но главное, главное, нескольких десятков тысяч циклов заряд-разряд недостижимых для обычных аккумуляторов! Для сравнения наш, лучший, образец серебряно-цинкового аккумулятора выдерживает жалких девяносто циклов. Высокая трудоёмкость и отсутствие металлов в нужном количестве – вот и ответ, почему свинцовые и молибден-оловянные аккумуляторы используются в лагере так ограниченно.

Проблем у ионисторов ровно три – изготовление мелкодисперсного активированного угля, сепаратора и твёрдого электролита. Первые образцы мы делали на коленке: сепаратор – из фильтровальной бумаги, по обе стороны от него два слоя активной массы угля толщиной два миллиметра. На активную массу с каждой стороны по медному диску-токосъёмнику, к которому припаяны выводы и наложены прокладки из кислото-щёлочестойкой резины. Вся конструкция сжата пластинами на болтах.

Активированную массу получали из угля скорлупы кокосового ореха, измельчали в бисерной мельнице и пропускали через сито. Уголь вываривали в калиевой щелочи для удаления воздуха из пор угля и отделяли раствор. Уголь и электролит, толщина медного листа и самой конструкции ионистора – всё требовало серьёзной доработки. И все же несмотря на очень низкую ёмкость, даже такие «сырые» конструкции находили своё применение в электрических схемах. За месяцы испытаний в три раза увеличили удельную поверхность «вспененного угля», в который добавили диоксид магния, сепаратор из фильтрованной бумаги заменили на полиэтиленовую плёнку и довели до ума щёлочно-кислотный электролит, наладили прокат тонкой медной фольги. Получился настоящий хит с плотностью заряда в десять раз выше первоначального варианта. Двадцать ватт-часов на килограмм! Всего в три раза меньше современных свинцовых аккумуляторов! Полная зарядка – меньше минуты, низкий саморазряд, число циклов перезарядки не скажу, идут испытания. Пять тысяч уже выдержал, полёт нормальный!

Производство ионисторов наладили в отдельном цехе. Тонкие медные и угольные ленты на станке скручивали в толстый цилиндрик и помещали в медный корпус батареи. Крышку паяли вручную, подсоединяли выводные контакты. Пять тысяч фарад и никаких дефицитных металлов. Только медь, соль, йод и поташ! Единственное, на припой уходили индий, кадмий и золото, но этого добра хватало. Я подсчитал, двадцать две тонны ионисторов обеспечит «Монахару» восемь часов движения. Как заряжать? Так можно ночью от свободно-поточных турбин! Вот и пришлось внутренности в третий раз перекраивать и усиливать. Блоки батарей в качестве балласта, кольцевой электродвигатель для винта, сам винт с валом, трансформаторы и инверторы, приводы центробежного насоса гидромонитора, лебёдки, вытяжные вентиляторы и насосы. Электрическую схему пришлось проектировать с чистого листа. Прокладка коммуникаций и отделка кают только началась, ремонт и не думал заканчиваться.

***

Чуть в стороне от стен лагеря продолжается масштабная стройка. Вокруг старой трубы выросли леса. Сотни людей, словно муравьи, укладывают, второй, усиливающий контур в виде восходящей спирали-ракушки. Лебёдками тянут стальные и железобетонные фермы, стягивающие стены в единую конструкцию. В планах, нарастить высоту башни-трубы до тридцати пяти метров и использовать её как сухой склад. Дыма считай нет, только горячий воздух и угарный газ. Всю дрянь вылавливают скрубберы Вентури и электрофильтры. Внизу разместим сушилки для дерева и керамики, на средних ярусах сухие склады, а на вершине кольцевой бак на тысячу тонн, изюминка проекта – водонапорная башня и гидроаккумулятор в одном флаконе. Если тяга будет достаточной, мы на срезе ещё и ветряк установим, тот будет на халяву питать нагнетательные насосы.