27504-2229

Проект
«Разработка сенсоров для
токсикантов на основе природных
наноматериалов-цеолитов»
ООО «ПлазмоСил»
Генеральный директор Лазарев Александр Петрович
394026, г. Воронеж, ул.Солнечная, д. 31А, оф. 116
Тел. 8-915-542-62-62
E-mail: [email protected]
ПРЕДПОСЫЛКИ ПРОЕКТА
Контроль экологичности
Задачей проекта является создание экономичного и эргономичного газодетектора для
промышленного и бытового контроля токсикантов (формальдегида)
•
В настоящее время проблема экологии и
экологического контроля принимает все
большее значение в странах ЕС и мирового
сообщества в целом.
•
Происходит постепенный переход к
«зеленым» технологиям во всех отраслях
производств
•
Контроль экологичности проводится на всех
типах и видах производств, а так же и на
бытовом уровне. Производится обнаружение
токсикантов как в процессе производства, так
и при осмотре готовой продукции.
•
Особенное внимание уделяют мебельной и
химической промышленности.
Смог над Лондоном
Рыночная проблема
• Возрастающий уровень экологической
грамотности и заботы о здоровье;
• Отсутствие доступных бытовых средств контроля
за качеством воздуха (средняя стоимость
газоанализатора 80 тыс. руб.)
• Решение проблемы: использование достижений
нанотехнологии для создания доступных
газоанализаторов (средняя стоимость 3 тыс. руб.)
Рынок газоанализаторов
Объем европейского рынка газоанализаторов – более 250 млн. евро
За 2012, 2013 годы потребление газоанализаторов в автомобильной
промышленности и медицине выросло в 2,3 раза
В связи с ужесточением требований к снижению загрязнения атмосферного воздуха
автотранспортом, развитием производств с технологическими требованиями
«вакуумной гигиены» и поправками, вносимыми в экологическое законодательство,
рынок оборудования для газоанализа сохранит положительную динамику роста и
далее
Основные секторы рынка газоанализаторов в России:
Сложившиеся рынки:
• Деревообрабатывающая промышленность
• Отделочные материалы
• Мебельные производства
• Строительные компании
• Медицинская промышленность
• Упаковочная продукция
• Лабораторные исследования
Развивающийся рынок:
•Массовое потребление населением для контроля за
окружающей экологической обстановкой
Планируемый объем рынка в РФ: более 10 млрд. рублей.
Связь с городским хозяйством
• Повышение уровня экологической безопасности
производств (мебельная,
деревообрабатывающая, химическая
промышленность);
• Обеспечение заказами предприятий
микроэлектроники г.Воронежа и других городов
РФ;
• Создание новых высококвалифицированных
рабочих мест;
• Повышение качества жизни горожан.
Аналоги
Цены на газоанализаторы серийного производства.
Газоанализатор СО2 SenceLife WIM-настенный монитор
качества воздуха.
С помощью недисперсного инфракрасного
(NDIR) сенсора, с автоматической фоновой
калибровкой, осуществляется измерение
уровня СО2 в помещении в диапазоне от 0 до
10,000 ppm. Полученная информации
выводится на дисплей с интервалом 2 секунды.
Имеется возможность запрограммировать
подачу звукового сигнала в случае, когда
уровень СО2 в помещении превысит заданное
пользователем предельно допустимое
значение.
Конкуренты
• ООО «Дельта-С» (серия сенсоров Сенсис-2000,
Сенсис-2003)
• ООО НПФ "ЭПРИС« (сенсоры ДТЭ-1)
• Figaro Engineering Inc. (Япония) (серия сенсоров
TGS)
Наши преимущества: ориентированность на
бытовое применение (низкая стоимость,
универсальность, долговечность)
Минеральные наноматериалы как рабочее вещество
газочувствительного сенсора.
Цеолиты- кристаллические водные алюмосиликаты.
● Наличие строгой периодичности
нанопор в кристаллической решетке
цеолита, делает возможным
использование его в качестве
газочувствительного слоя
● Природный цеолит является часто
встречающимся минералом
Цеолит (морденит) на уровне нано-
● Природные цеолитылегкодобываемый и дешевый материал
● Природные цеолиты являются
эффективными адсорбентами
Цеолит (морденит) на
уровне макро-
Цеолит (морденит) на
уровне микро-
Основные идеи:
- использование фрактальной агрегации цеолитов на микроуровне для
повышения чувствительности;
- контроль процессов переноса в системе нанопор для повышения
воспроизводимости и селективности;
- контроль долговременной релаксации проводимости для разделения
процессов переноса в системах микро- и нанопор.
Достигнутые результаты:
• методика идентификации процессов
сорбции смеси газов
• Методика регенерации
чувствительности слоя
Требует решения:
• Разработка конструкции сенсора в
интегральном исполнении
Тонкопленочная технология получения микропористого
материала для корпусирования
Материал - α твердый раствор системы Сu-Zn.
СuxZn1-x где х=1-0.6
Технология - селективное испарение Zn из твердого раствора СuxZn1-x где х=1-0.6
Размер пор определяется составом исходного сплава и параметрами термической
обработки. Размер пор можно изменять от 10нм до 5мкм.
Схема газочувствительного
датчика
Методика измерения и конструкция
газоанализатора на основе природных
наноматериалов
Встречно-штыревой конденсатор
Встречно-штыревой конденсатор со
слоем цеолита (металлизация черным,
слой цеолита-голубая штриховка)
Поперечный разрез сенсора




1. Десорбция при помощи
нагрева датчика до
температуры 150 C
2. Помещение сенсора в
атмосферу паров
детектируемых веществ
3. Подача серии П-образных
импульсов заданной
амплитуды и длительностью
более 10 секунд.
4. Параметризация отклика
сенсора
Технические характеристики и
геометрические параметры изделия
Техническая характеристики сенсора:
Рабочий диапазон концентраций (для
формальдегида) : 0-10 ppm
Максимальная допустимая концентрация
формальдегида 25 ppm
Время измерения: <100 с.
Рабочий температурный диапазон : 10-50 ⁰С
Рабочий диапазон давлений: атмосферное
±10%
Геометрические размеры сенсора: 5х2.5 мм.
Толщина дорожек встречно-штыревого
конденсатора 25 мкм.
Расстояние между дорожками 25 мкм.
Толщина газочувствительного слоя 50 мкм.
Технические и экономические преимущества
• Газочувствительный слой – материал с периодической системой
нанопор одинакового диаметра – высокая чувствительность ,
воспроизводимость, селективность;
• Пульсовый метод измерения релаксации проводимости,
глубокая обработка сигнала сенсора – селективность;
• Запатентованный способ активации газочувствительного слоя
импульсными электромагнитными воздействиями – повышение
чувствительности;
• Способ регенерации рабочего слоя температурными и
электромагнитными воздействиями – долговечность;
• Технология корпусирования, реализуемая ОАО «ВЗПП-С»,
возможно использовать для корпусирования других моделей
сенсоров, обеспечивает экономическую и энергосберегающую
конструкцию сенсоров. Цена одного серийного сенсора – 3000
План работ
• разработка конструкции блока детектирования адсорбции, десорбции
и переноса молекул формальдегида, метана, оксида углерода, аммиака в
системе нанопор минеральных нанопористых сорбентов (клиноптилолита,
монтмориллонита) при помощи контроля электрофизических свойств
минеральных нанопористых сорбентов;
• разработка
конструкции
блока
активации/регенерации
газочувствительного слоя на основе температурных и полевых воздействий;
•
разработка топологии интегрального сенсора;
• разработка
технологической
карты
интегрального газочувствительного сенсора;
•
процесса
изготовления
изготовление и испытание серии газочувствительных сенсоров.
План развития проекта
• Текущая стадия: завершение НИОКР,
изготовление лабораторных образцов,
патентование, развитие европейских связей в
рамкам проекта ECONANOSORB.
• Ключевые точки проекта:
IV кв. 2017 г. – завершение НИОКР,
I-II кв. 2018 г. - производство, запуск продаж
I кв. 2019 г. – точка окупаемости
II кв. 2019 г. - рост бизнеса, выход на европейский
рынок
Финансирование
• Требуемые инвестиции для достижения ключевых точек
проекта: 90 млн. руб. за 3 года - средства фонда
Софинансирование: 36 млн. руб. за 3 года – собственные
средства и средства партнеров.
Софинансирование проекта будет предназначено для
доработки результатов НИОКР для внедрения в
производство;
• Текущие и потенциальные инвесторы: ООО
«Росбиоквант», ООО «Арго», учредители ООО
«ПлазмоСил», ОАО «ВЗПП-С», ОАО «Кристина»,
Technological Center Lurederra (Испания);
• Инвестиционное предложение: доля бизнеса
• Прямая отдача – с момента окупаемости в I кв. 2019 г.
Команда проекта
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Руководитель проекта: Сигов Александр Сергеевич – академик РАН, автор 350
научных публикаций, Президент МИРЭА (г.Москва).
Ответственный исполнитель проекта: Лазарев Александр Петрович –
кандидат физ.-мат.наук, автор более 120 научных публикаций, 6 патентов РФ,
руководитель двух госудратсвенных контрактов по ФЦП. «Исследования и
разработки по приоритетным направлениям развития научно-технического
комплекса на 2007-2013 годы», имеет большой опыт организации и
внедрения инновационной продукции.
Битюцкая Лариса Александровна – кандидат химических наук, автор более
200 научных публикаций, 10 патентов РФ, является одним из ведущих ученых
в РФ в области нанотехнологий, материаловедения.
Бельчинская Лариса Ивановна, доктор химических наук, автор более 100
научных публикаций, 3 патентов РФ.
Куцелык Татьяна Валентиновна – молодой специалист, автор 2 научных
публикаций, научный сотрудник.
Пахомов Алексей Юрьевич – канд.физ.-мат. наук, автор 10 научных
публикаций.
Даринский Александр Борисович - канд.физ.-мат. наук, автор 8 научных
публикаций.
Тучин Андрей Витальевич – аспирант, автор 8 научных публикаций.
Глушков Григорий Иванович – магистр, автор 2 научных публикаций.