«Знания, приобретаемые на всякий случай, теряют свою ценность»

Заряжать планшеты, телефоны и наушники с помощью водорода додумались три школьника из Ставрополя. Созданный ими водородный пауэрбанк может работать в несколько раз быстрее и дольше обычного. Поэтому он и завоевал награду на Всероссийском конкурсе детских проектов «ПроектАш» в Москве.

Есть идея!

Идея пришла в голову 17-летнему Илье Сухареву случайно. На одном из занятий в ставропольском «Кванториуме», который он посещает уже три года, школьники подробно изучали первый элемент таблицы Менделеева.

— Мы стали думать: а что до нас изобретали из водорода? Например, в прошлом году в Санкт-Петербурге запустили трамвай на водородно-топливном элементе. Мы решили, что создадим его меньший аналог — пауэрбанк для телефонов и ноутбуков, — вспоминает Илья.

В свою команду он пригласил двух девушек: 13-летнюю Эмилию Виль и 16-летнюю Эмилию Джабраилову. Младшая участвовала в разработке. Старшая помогла Илье доступно описать и презентовать устройство.

— Все спрашивают у нас: а почему именно водород, — рассказывает младшая Эмилия. — Это тот источник энергии, который не наносит вред окружающей среде, ведь продуктом его работы является простая вода.

В отличие от обычных литиевых пауэрбанков, изобретение ставропольчан работает на водороде. Энергия выделяется за счет сложной реакции с участием этого этого элемента. Сначала водород вступает в реакцию с металлом и переходит твердое состояние. Затем попадает в топливный элемент, окисляется кислородом и выделяет большой заряд энергии. Продукт работы — пары воды.

— Также мы выдвинули гипотезу, что четыре последовательно соединенных водородно-топливных элемента выделяют достаточно мощности, чтобы заряжать ноутбук и телефон одновременно, — дополняет научного товарища Илья. — Ну и наша гипотеза, как видите, подтвердилась. Мы создали устройство, которое работает полностью на водороде. Оно безопасное, потому что когда водород вступает в реакцию с металлом, то переходит в твердое, не взрывоопасное состояние.

Мощный заряд

На разработку у ставропольских изобретателей ушло меньше двух месяцев.

— Сначала дети сделали картонный макет: собрали все элементы, проверили функциональность, поняли, где и что надо доработать, — рассказал куратор проекта, заместитель заведующего «Кванториума» Юрий Щербаков. — На втором этапе Илья освоил программу «Компас-3D», смоделировал в ней новый корпус и распечатал его на 3D-принтере. Потом — снова сборка и проверка функциональности. В новом корпусе опять обнаружили недочеты: он не позволял делать эффективный забор воздуха для химической реакции водорода с кислородом. Пришлось снова переделывать.

Все получилось только с третьего раза — все элементы встали как влитые. Тогда Илья занялся программированием контроллера, который отвечает за продувку топливников кислородом. Когда все было закончено — устройство заработало. Оказалось, что изобретение ставропольских «кулибиных» намного круче обычной портативной зарядки.

— Если полного заряда обычного пауэрбанка хватает где-то месяц, то наш может около года работать без подзарядки. А еще он намного быстрее: достаточно всего получаса, чтобы полностью зарядить севший мобильный, — объясняет Илья.

У ставропольского пауэрбанка предусмотрено два выхода. Один на 19,5 вольт — для зарядки ноутбуков и планшетов. А другой на 5 вольт — для телефонов, наушников, экшн-камер и даже систем видеонаблюдения.

— Причем модель смартфона или ноутбука — значения не имеет, заряжает все, — уверяет Илья.

Из недостатков у этого уникального устройства, по словам ставропольских ученых, его размер. Сейчас он выглядит как небольшая коробка, не подходящая, к примеру, для путешественников. Так что в планах изобретателей — собрать такой же пауэрбанк, но карманного размера.

Конкурсы, конкуренты и необычные призы

Впрочем, и в таком виде его по достоинству оценили столичные ученые: Илья с двумя Эмилиями приняли участие во Всероссийском конкурсе детских проектов «ПроектАш». Юные создатели успешно представили свое изобретение на Московском международном салоне образования 2019 и заняли там второе место. Их удалось обойти лишь школьникам из Крыма. Конкуренты презентовали устройство для солнечной панели, которое позволяет ей автоматически поворачиваться вслед за солнцем.

— Финал конкурса проходил в одном из павильонов ВДНХ в формате выставки, — вспоминает 13-летняя Эмилия. — Любой желающий мог подойти к нашему стенду, посмотреть изобретение и задать вопросы. Что касается конкуренции, то было еще несколько изобретений, также связанных с альтернативными источниками энергии. Но именно зарядного устройства на водороде больше ни у кого не было.

После вопроса: «А что вам подарили?» - дети ненадолго впадают в ступор. Оказывается, их наградили «учебно-методическим набором твердооксидного топливного элемента планарного типа». Илья пытается объяснить.

—  Это такой твердотельный элемент питания. Как водородно-топливный элемент, только работает он не от водорода, а от природного газа без горений.

Что с ним делать — школьники еще не знают и пока сдали приз в музей «Кванториума».

Практика или теория: чему теперь нужно учить детей

Вся команда: Илья, и обе Эмилии — учится в «Кванториуме» третий год по направлению «Энерджи» (Энергия). Технопарк в пригороде краевого центра школьники посещают два раза в неделю по два часа.

На первом году обучения дети осваивают азы, учатся командной работе, на втором — разрабатывают различные проекты вместе с преподавателем, на третьем — мастерят что-то сами.

 — Мы учим детей вести свою работу по проектному методу, — объясняет Юрий Щербаков. — Этот метод нацеливает на получение результата, в отличие от традиционного образовательного метода, где педагог транслирует знания и следит за их усвоением. У нас все знания, получаемые ребенком, находят практическое применение. Да, они могут оказаться не такими фундаментальными, как при традиционном методе. Но сейчас знания, приобретаемые на всякий случай, теряют свою ценность. На первый план выходят компетенции, которыми владеет человек.

Впрочем, наука — не предел мечтаний для юных изобретателей. Так, 13-летняя Эмилия помимо «Кванториума» занимается в детской театральной студии, изучает английский и немецкий языки. А еще зачитывается Агатой Кристи и в будущем мечтает заниматься журналистикой или преподавать русский язык за границей. Илья решил, что будет поступать в Ставропольский аграрный университет на специальность агроинженера. А наукой продолжит заниматься и дальше, только уже в качестве хобби. И только старшая Эмилия, хотя и занимается волейболом около 7 лет, хочет продолжить изучать альтернативную энергетику и в будущем.

Таких одаренных ставропольцев, как признается Юрий Щербаков, в «Кванториуме» немало. Каждый год появляются имена новых «кулибиных».

— Почти в каждую работу, которую выполнили наши воспитанники, они внесли что-то своё. Это может быть неожиданное конструкторское решение или новая концентрация каких-то веществ, если мы говорим о биологии. Всё это и является теми маленькими шагами, которые формируют осознанный выбор будущей профессии и качество образования в вузе. Это предпосылки к тому, что наше подрастающее поколение будет не только грамотным пользователем существующих технологий, но и разовьет их до нового уровня, — уверен сотрудник «Кванториума».