Секрет Yunasko: вся справа в дизайні системи

Як українські вчені розробили найкращі в своєму класі суперконденсатори

На веб-сайті компанії Yunasko сторінка «Наша команда» в першу чергу представляє науковців: директора з досліджень і розробок Юрія Малєтіна і його заступницю Наталю Стрижакову. І лише після них – керівництво на чолі з гендиректором Вадимом Уткіним.

Такий порядок логічний для компанії, яка передусім конкурує в сфері досліджень і розробок. Причім успішно: Yunasko виробляє найкращі за питомою потужністю суперконденсатори й гібридні конденсатори в світі. І ядро підприємства складають саме вчені.

Попри те що першою своєю адресою Yunasko зазначає лондонську, головні фахівці компанії працюють в Києві, у приміщенні Інституту сорбції та проблем ендоекології НАН України. Доктор хімічних наук Юрій Малєтін очолює тут відділ нанорозмірних вуглецевих матеріалів, а Yunasko, в якій він співзасновник, орендує приміщення неподалік його кабінету. R&D-директор охоче показує, хто і як створює суперконденсатори.

Що таке суперконденсатори й гібридні конденсатори

Суперконденсатор – це пристрій, здатний накопичувати і віддавати електроенергію. На відміну від акумуляторів, які «працюють» електрохімічними реакціями, вони «працюють» поверхнею електрода. Тому перші мають значно більшу енергоємність, зате другі – потужніші й швидші. Суперконденсатори дуже швидко заряджаються і за частки секунди здатні видати заряд великої потужності. Вперше ці пристрої з’явилися наприкінці 1970-х рр., але відтоді стали набагато сильнішими.

Зараз виробники використовують у них нанопористе вугілля, поверхня якого становить 1 500–2 000 м2 на один грам матеріалу, тобто майже половина футбольного поля в одному грамі. Ємності великих суперконденсаторів обчислюють вже тисячами фарад, хоча слово «великий» тут відноситься більше до ємності, ніж до маси, – 3 000 фарад уміщається в конденсаторі масою 0,5 кг.

Тому суперконденсатори використовують там, де необхідні потужні пікові навантаження. Наприклад, в електрозварюванні, де потрібен струм до кількох тисяч ампер. Або у вітряних електростанціях, щоб дуже швидко змінити кут лопаті – інакше сильний порив вітру може зламати гвинт.

У суперконденсаторів є й інші переваги над акумуляторами. Вони можуть працювати в широкому температурному діапазоні: їм не страшна спека і за –40 °C вони заведуть будь-який дизельний двигун. Причому вони здатні на таке багато разів – ці пристрої гарантують мільйони циклів «заряд – розряд».

А завдяки такій високій циклованості суперконденсатори чудово підходять там, де треба постійно щось заряджати-розряджати. Наприклад, в гібридних автомобілях у системах «стоп-старт» або для рекуперативного гальмування, коли виділена кінетична енергія перетворюється в електричну і зберігається для подальшого використання.

А ще ці пристрої безпечні: не перегріваються і не займаються, чим часто грішать літій-іонні акумулятори.

Гібридні конденсатори поєднують компоненти і, відповідно, властивості суперконденсаторів і акумуляторів. У них більша енергоємність, і вони можуть видавати високу потужність, хай і дещо меншу, ніж суперконденсатори. Натомість заряджаються вони за 2-3 хв, а за енергоємністю вже співставні з акумуляторами.

Від «таблетки» до світового визнання

Як Yunasko змогла обійти найпотужніших і найвідоміших світових виробників суперконденсаторів? Все почалося наприкінці 1980-х, коли Міністерство електронної промисловості СРСР доручило Юрію Малєтіну з’ясувати, як влаштовані та як працюють японські «таблетки-батарейки» для комп’ютерів. Учений з колегами взявся до справи. Це виявилися конденсатори. І вони були потрібні для того, щоб, коли раптом напруга в електромережі падає, комп’ютер міг коректно завершити роботу.

Команда Малєтіна брала участь у створенні вітчизняного аналогічного пристрою і займалася електролітом – компонентом для цього пристрою. Так в СРСР на Рязанському заводі металокерамічних виробів випустили свої «таблетки-батарейки» – суперконденсатори для наручних годинників із сонячними елементами, а з Києва до Рязані постачали електроліт. Але після розвалу СРСР виробництво припинилося.

«Про великі заробітки ми тоді не думали – просто хотіли винайти кращі пристрої»

А ось Юрій Малєтін з колегами не припинив роботу над суперконденсаторами. Вони продовжували вивчати властивості цих пристроїв і намагалися їх поліпшити. Водночас науковці створили компанію і назвали її «ЮНК-Бюро» – за іменами засновників: Юрій, Наталя, Костянтин. «Про великі заробітки ми тоді не думали – просто хотіли винайти кращі пристрої, як багато вчених у своїх сферах», – згадує головний науковець Yunasko.

Але і для досліджень, і для життя потрібні були гроші. Для цього «ЮНК-Бюро» співпрацювало з різними західними проектами, які тоді активно діяли в Україні. Одним з них був Науково-технологічний центр України (УНТЦ), спонсорований США, Канадою і Євросоюзом. Ця організація давала вченим змогу працювати й заробляти в цивільних сферах «у себе вдома», і багато хто саме завдяки їй не спокусився на запрошення допомогти «оборонці» Ірану, Іраку або іншої держави.

Так у середині 1990-х «ЮНК-Бюро» сконструювало вже повністю свій суперконденсатор. Тому що в цій сфері зробити якийсь прорив можна, коли займатися всією системою загалом, а не якоюсь складовою частиною, пояснює хімік. І компанія вчених поліпшувала характеристики пристроїв. Поки не створила найкращий за питомою потужністю суперконденсатор. Тобто такий, який за своїх габаритів видає найбільшу потужність. На підтвердження того Юрій Малєтін надає результати досліджень у різних незалежних лабораторіях – від американських інститутів, до європейських автовиробників.

«Ніхто не може отримати такі характеристики в суперконденсаторах, як ми. За багатьма показниками ми – чемпіони світу. Незалежні випробування в багатьох лабораторіях довели це», – говорить учений.

Нормальний інвестор сам прийшов

У чому секрет винаходу українців? Це не якісь унікальні матеріали, запевняє доктор Малєтін: «Поки що найкращі результати ми отримуємо з комерційно доступними і порівняно недорогими матеріалами». Корінь справи – в дизайні електрохімічної системи. «Ми провели дуже багато досліджень, аби зрозуміти, що обмежує можливості суперконденсаторів», – пояснює вчений.

Паралельно команда хіміків брала участь у різних конференціях, проектах, вимірюваннях. Використовували найменшу можливість, щоб заявити про себе і свої продукти, привернути до себе увагу.

«Тільки ідіот міг підписати угоду з РОСНАНО»

Вчені пробували залучити й інвесторів. Одні підприємці намагалися, але не змогли комерціалізувати винаходи «ЮНК-Бюро», від інших українці відмовилися самі. «Це була РОСНАНО, – розповідає Юрій Малєтін. – У 2009 р. ми намагалися створити з ними спільний проект. Для цього ми пройшли всі етапи підготовки проекту, експертизи, науково-технічну раду інвесткомпанії, випередили російських конкурентів… Але РОСНАНО запропонувала такі умови співпраці, що тільки ідіот міг підписати угоду з ними – за його умовами ми за півроку-рік могли все віддати в Москву і залишитися ні з чим».

І все ж інвесторів цікавили розробки хіміків. Того ж таки року до Юрія Малєтіна звернулися менеджери з інвестфонду Dekarta Capital. Вони шукали, в якій би цікавий бізнес вкласти гроші, і попросили розповісти про розробки суперконденсаторів. Наступного року сторони створили акціонерне товариство.

Міжнародні досліди

АТ взяло назву Yunasko і лондонську прописку. «Там прозоріші закони: як економічні, так і щодо захисту інтелектуальних прав. Але там по суті юридична адреса і секретарський офіс. Сам я там жодного разу не був», – зізнається співзасновник підприємства.

У Yunasko дві дочірні компанії: одна – в Україні, інша – в Латвії. «Ми намагалися організувати виробництво в технопарку під Ригою, де вже були підготовлені приміщення. Але потрібні були кошти, щоби поставити там обладнання», – розповідає Юрій Малєтін. За його словами, Латвія для виробництва тим добра, що це вже Євросоюз, а значить, простіше і швидше виходити на його ринки, здобувати довіру інвесторів і партнерів. При цьому в ній не так дорого, як у Німеччині або Франції.

У 2011 р. засновники Yunasko запросили до себе гендиректором Вадима Уткіна – випускника КПІ за спеціальністю «оптоелектронні лазерні прилади». Він довго займався автоматизацією виробництва, а пізніше здобув ступінь МВА у Києво-Могилянській бізнес-школі. У ньому засновники Yunasko побачили того, хто зможе комерціалізувати розробки вчених. І у вітчизняних суперконденсаторів розпочався новий розвиток.

«Більшу частину заробітків нам приносить американський замовник, для якого ми виробляємо найпотужніші суперконденсатори»

На отримані від Dekarta Capital кошти Yunasko побудувала дослідне виробництво. Це в Києві у неї лабораторія, де вчені досліджують і створюють нові системи, але реальні пристрої компанія складає в Хмельницькому. Саме там колись було НВО «Катіон», яке в СРСР випускало різні конденсатори і починало займатися суперконденсаторами. І там лишилися фахівці, які добре знаються на цих пристроях, – з ними Малєтін був знайомий ще з кінця 1980-х. Вони ж і допомогли організувати дослідне виробництво, тобто ручне складання, – з-поміж півсотні співробітників Yunasko 30 працюють саме тут. Звідси в різні куточки світу щороку вирушають десятки й сотні пристроїв електроємністю від 200 до 3 500 фарад.

Компанія пробувала налагодити більш масштабний випуск – у КНР ліцензувала і майже побудувала виробничу лінію. Там завод був потрібен для гібридних автобусів, які місцеві муніципалітети охоче закуповували, тому що для цього держава видавала добрі субсидії. Але в один день Компартія Китаю вирішила підтримувати виробників електроавтобусів, і попит на суперконденсатори різко впав.

Тому поки що Yunasko своє китайське виробництво заморозила. «Зате у нас з’явилися замовники в Європі й США. Більшу частину заробітків нам приносить американський замовник, для якого ми виробляємо найпотужніші суперконденсатори», – говорить гендиректор Вадим Уткін.

Ставка на розширення

Зараз Yunasko в точці беззбитковості, але подальший успіх залежить від того, як вона зможе масштабувати виробництво. «Наше дослідне виробництво у Хмельницькому дає змогу зробити невеликі експериментальні партії, але собівартість такого продукту висока. Щоб знизити її, треба наростити випуск, а для цього потрібна автоматична лінія. Тобто слід вкладати кошти, потрібен інвестор», – пояснює Вадим Уткін. «На жаль, у нас пологова травма: ми не в Євросоюзі. Інвестори бояться вкладати в Україну – тут високий ризик втратити гроші через реприватизацію або щось іще», – доповнює його R&D-директор.

І все ж Yunasko знову не сидить склавши руки. Компанія шукає партнерів, бере участь у міжнародних конференціях. «Ми почали співпрацювати з нашими оборонщиками, увійшли до Асоціації виробників озброєння та військової техніки України», – говорить Юрій Малєтін. Правда, чим саме тут займається Yunasko, не уточнює.

Світовий ринок суперконденсаторів становить від $200 млн до $500 млн, тоді як обсяг ринку акумуляторів наближається до $100 млрд

Розвиток компанії залежить від того, як буде розвиватися ринок суперконденсаторів. А він зростає повільно. Після того як Китай скасував субсидії на гібридні автобуси, то навіть просів. За оцінками різних експертів, світовий ринок суперконденсаторів становить від $200 млн до $500 млн, тоді як обсяг ринку акумуляторів наближається до $100 млрд.

Але ринок суперконденсаторів однаково продовжує розвиватися – винахідники знаходять їм усе нові сфери застосування. Наприклад, в авіабудуванні – для систем аварійного відкривання дверей. Адже суперконденсатори безпечні й вічні: поставив і забув, поки не знадобиться. Японці використовують суперконденсатори в підйомних кранах – для рекуперації енергії. Коли кран підіймає великий вантаж, йому потрібно віддати більшу потужність. Але коли кран опускає вантаж, то він заряджає суперконденсатор. Американці озброюють армію рельсотронами, для яких також потрібні пристрої, які швидко видають великі імпульси енергії. Тому Yunasko дивиться в майбутнє з оптимізмом. Тим паче що репутацію інноваційної компанія за собою надійно закріпила.