Мир технологий

lvv_68

Сингапурские ученые создали аккумулятор, заряжающийся за 2 минуты и служащий 20 лет

Группе конструкторов из Наньянского Технологического Университета удалось создать новый тип аккумуляторной батареи, способной всего за 2 минуты достичь 70% уровня заряда. Срок плановой эксплуатации такого элемента питания превышает 20 лет.

Это открытие дарит большие надежды на стремительное развитие электромобилей и их повсеместное использование. Как известно, основное узкое место у Тесла-мобилей состоит именно в перезарядке батареи. Даже при использовании ускоренного режима время перезарядки составляет примерно 4 часа. Источники питания нового типа позволит электромобилям заряжаться в 20 раз быстрее, а количество циклов перезарядки составит более 10 тысяч.

Исследователям удалось добиться таких результатов благодаря замене анодного графита на гель из диоксида титана. Ученые сумели изменить привычную сферическую форму частиц диоксида на микроскопические нанотрубки, толщина которых не превышает нескольких микрон. Благодаря такой форме в батарее резко возросла скорость химических реакций, ответственных за накопление заряда.Чтобы добиться таких результатов, команде ученых под предводительством доцента Чэня Сяодуна (Chen Xiaodong) понадобилось около 3 лет работы.

Инженеры прогнозируют вывод новых аккумуляторных батарей на массовый рынок в течение ближайших двух лет. По словам Чэня, благодаря новой технологии электромобили буквально за 5 минут смогут быстро увеличить заряд батареи, что очень похоже на дозаправку автомобиля на обычной бензиновой станции. Также ученый отмечает и благоприятное влияние на экологию благодаря резкому сокращению количества подлежащих переработке литий-ионных батарей, ведь срок их эксплуатации возрастет в десятки раз. Не менее важен и тот факт, что водителям новые источники питания будут обходиться дешевле, ведь сейчас замена батареи стоит порядка 5 тысяч долларов.

Нынешнее поколение литий-ионных аккумуляторов для связывания катодно-анодной пары используют специальные добавки, влияющих на скорость передачи положительно и отрицательно заряженных частиц. Созданные командой сингапурских ученых электроды позволяют отказаться от использования подобных добавок, ведь гель из диоксида титана сможет накапливать значительно больший заряд при сохранении объема батареи.

Диоксид титана является распространенным химическим соединением и широко используется в промышленности и быту. Так, он является основным компонентом для солнцезащитного крема, поглощающего ультрафиолет.По словам Чэня, наладить промышленное производство нанотрубчатого геля из диоксида титана будет достаточно просто. По технологии достаточно смешать при определенной температуре диоксид титана с гидроксидом натрия. Поэтому производители аккумуляторов могут достаточно быстро внедрить использование геля в свои технологические процессы.

Первые массовые образцы новых элементов питания должны появиться в 2016 году. Компания Тесла Моторс в числе первых планирует их использование в своих электромобилях.
gsmavto.com
_________________

lvv_68

Беспроводное сканирование «пальчиков» появится в серийных устройствах

Национальный институт стандартов и технологий (NIST) начал работу с отраслевыми игроками с целью вывести на рынок беспроводные дактилоскопические датчики.

Эта технология пока что ещё испытывается в лабораторных условиях, но имеет перспективы стать неотъемлемой частью устройств следующего поколения.

По сравнению с традиционными дактилоскопическими датчиками, которые сегодня уже не являются редкостью в электронной технике, новая технология предлагает большее удобство и представляет собой более привлекательное решение с точки зрения гигиены. NIST сотрудничает с Биометрическим центром ФБР. Целью партнёрства является разработка общих требований, метрик и методов открытого тестирования для новой технологии, что позволит проводить сертификацию устройств с бесконтактными дактилоскопическими датчиками.

Одной из главных проблем, с которыми столкнулись разработчики, стал тот факт, что шаблоны отпечатков, получаемые с помощью новой технологии, фундаментально отличаются от образцов, генерируемых современными аппаратами. Так как кожа является эластичной, то существующие отпечатки содержат искажения, которые являются следствием давления пальца на поверхность считывателя. Бесконтактные устройства не требуют этого, и поэтому результат их работы немного другой. Поэтому необходимо найти способ совместить работу новой технологии с существующими системами безопасности.

Конкретные сроки появления на рынке новой технологии пока не озвучиваются.
intell.in.ua
_________________

lvv_68

Исследователи создали аккумуляторную батарею, которую можно печатать на 3D-принтере

Ученые из Кореи придумали твердотельную батарейку, которую можно распечатать на 3D-принтере. Для ее работы не нужен будет электролит или разделительные мембраны. Чтобы убрать из конструкции мембрану, инженеры придумали специальный электролит в твердой форме, в которые упаковываются электроды аккумуляторной батареи и который при этом выполняет роль разделительной мембраны. Сами электроды изготавливаются из жидкостного раствора и под воздействием ультрафиолетовых лучей застывают.

В батареях обычного типа разделительная мембрана необходима для того, чтобы избежать короткого замыкания между анодом и катодом и чтобы создать нужную концентрацию электролита для обеспечения ионной проводимости между электродами.

Созданные корейскими инженерами источники питания характеризуются длительным сроком эксплуатации и способны сохранять порядка 90% своей емкости после 30 циклов заряда-разряда. Такие показатели по меркам обычных аккумуляторных батарей достаточно невысоки, но конструкторы уверены, что могут увеличить характеристики батареи, изменив размеры отпечатка или увеличив толщину элемента питания.

В дальнейшем исследователи планируют создать перезаряжаемый источник питания, который можно будет распечатать прямо на одежде. В планах ученых вывести свои изобретения на рынок в ближайшие 5 лет.
gsmavto.com
_________________

lvv_68

Корейские конструкторы создали технологию производства гибких светодиодных волокон, которые можно вплетать в ткань

Корейские ученые из научно-технического института KAIST смогли разработать волокноподобные светодиоды, которые довольно легко вплетаются в фабричную материю. По словам руководителя исследовательской группы из Школы электрической инженерии при институте KAIST профессора Чоя, данное исследование заложит отправную точку в развитии подобных технологий. Использование волокноподобных светодиодов может в недалеком будущем стать одним из трендов в производстве фабричной ткани. По словам ученого, их изобретение поможет ускорить создание гибких носимых дисплеев.

Для создания светодиодных волокон ученые использовали достаточно сложную процедуру, в ходе которой материал обрабатывался различными реактивами и подвергался высокотемпературной сушке. В результате подобного воздействия получились нити, способные светиться под воздействием электрического тока.

Конструкторы из института KAIST утверждают, что разработанная ими технология производства гибких светодиодных нитей на данный момент является наиболее эффективной. По оценкам ученых, подобный метод производства положительно повлияет на создание гибких переносных дисплеев, поскольку технологию можно достаточно легко автоматизировать и значительно снизить себестоимость при массовом производстве. Такие перспективы позволяют надеяться увидеть в обозримом будущем на любой одежде компактные и недорогие дисплеи.
gsmavto.com
_________________

lvv_68

Япония активно использует для энергоснабжения потребителей плавучие солнечные электростанции

В результате невиданного по мощи землетрясения и последовавшей за ним аварии на атомной станции «Фукусима» в Японии наблюдается значительный дефицит электроэнергии. Правительство страны заявили потребителям о необходимости уменьшить расход энергии на 15%. Ратующие за увеличение использования альтернативных источников энергии призывают наращивать число ветрогенераторов и солнечных электростанций.

Идея, безусловно, хорошая и перспективная, но трудно реализуемая на практике, поскольку в перенаселенной Японии довольно тяжело обстоят дела с пустующими территориями. Выход из ситуации нашла компания Kyocera Communications Systems — она создала и запустила в эксплуатацию плавучую электростанцию, генерирующую энергию из солнца. Производственная мощность электростанции составляет 3,3 МВт, чего вполне достаточно для полноценного запитывания 820 домов.

По утверждениям компании, цена развертывания подобной электростанции примерно равна стоимости ее монтажа на суше, при этом времени на ее пусконаладку тратится меньше. Монтажники размещают на каркасе солнечные панели и подключают их с помощью специальных водозащищенных кабелей к оборудованию на берегу. Сами кабели не тонут, и благодаря этому легко диагностировать их целостность. Предельная протяженность нетонущего кабеля составляет 400 метров.

Смонтирована первая станция на озере Сакасамаикэ, а состоит она из нескольких тысяч фотоэлектронных панелей. Станция запущена в эксплуатацию и с июня предоставляет электроэнергию потребителям.

Компания Kyocera Communications Systems в ближайший год планирует смонтировать подобные плавучие солнечные электростанции возле города Кито мощностью 1,7 МВт и возле Итихара мощностью 13,4 МВт.

gsmavto.com
_________________

lvv_68

Новый полимер поможет использовать конденсаторы в качестве привычных источников питания

В современном мире основным автономным источником питания является аккумуляторная батарейка. В качестве альтернативы ей в последнее время все чаще используются конденсаторы, которые характеризуются небольшим весом, низким током утечки заряда и высокой скоростью зарядки и разрядки.

Для усиления свойств аккумуляторов их необходимо изготавливать при помощи специальных диэлектриков, которые изолируют друг от друга заряженные пластины и позволяют конденсатору сохранять накопленный заряд. Созданные из специальных полимеров диэлектрические материалы обладают более высоким значением КПД по сравнению с привычными типами диэлектриков. Они уверенно работают без пробоя в электрических полях высокой интенсивности, благодаря чему конденсаторы обладают повышенной надежностью.

Главным недостатком современных конденсаторов является низкий диапазон температур, в котором их можно эксплуатировать. В экстремальных условиях, в частности, при высоких температурах, использовать конденсатор в качестве источников питания не получится. Применение новых композитных материалов позволяет устранить эти недостатки. Новый тип материала был создан благодаря объединению гексагональных частиц нитрида бора с элементами обычного полимера.

Полученный в результате материал под названием BCB/BNNS имеет гораздо более высокое значение диэлектрической проницаемости и может эффективно препятствовать токовым утечкам. Структура нового полимера напоминает графен в один атом толщиной. Ученые разных стран исследовали свойства нового диэлектрика и в ходе экспериментов убедились, что он превосходит по своим характеристикам лучшие аналоги, которые уже используются при изготовлении конденсаторов.

Диэлектрическая проницаемость полимера BCB/BNNS при повышении температуры до 300 градусов остается практически неизменной и дрейф ее значения не превышает 1,7%, в то время как у лучших аналогичных материалов минимальное изменение равняется 8%. Также новый полимер показал хорошие значения коэффициента рассеяния энергии при повышении температуры до 300 градусов. Порадовал своими свойствами новый диэлектрик и в цикле зарядки-разрядки конденсатора при повышенной температуре.

Как известно, большая часть конденсаторов при перегреве выходит из строя. Это связано с низкой теплопроводностью диэлектрика, из-за чего тепло не отводится из конденсатора, вследствие чего он перегревается и в нем происходит тепловой пробой. У нового материала BCB/BNNS теплопроводность составила до 2 кВт/м*K, что позволяет использовать диэлектрик нового типа в качестве элементов пассивного охлаждения.

Ну а благодаря сохранению своих свойств даже при механическом воздействии на изгиб и высоких температурах новый полимер можно будет использовать и в гибкой электронике будущего.

gsmavto.com
_________________

lvv_68

Корейские ученые предлагают изготавливать суперконденсаторы из использованных сигаретных фильтров
URL=http://radikal.ru/big/2da2e21240a041348d319f30de9062b3]

[/URL]
Команда ученых из Южной Кореи разработала технологию, в которой для увеличения заряда суперконденсаторов используются сигаретные окурки. Такое изобретение также поможет снизить количество мусора, образующегося после курильщиков. Для этого окурки сигарет преобразуют в специальный углеродосодержащий материал, который затем применяют в элементах питания. Его использование показало гораздо более высокую эффективность, чем используемые по обычной технологии материалы.

В привычной технологии изготовления суперконденсаторов углерод применяется в качестве дешевого материала, который имеет большую площадь поверхности и при этом хорошо пропускает ток. Для этого углеродом покрывают всю поверхностную площадь электродов. Чтобы повысить КПД источника питания, необходимо качественно изменять значение углеродного покрытия. Над этой задачей работают многие научно-исследовательские группы в различных странах мира. Корейским ученым из Сеульского государственного университета удалось справиться с этой проблемой.

По словам одного из авторов исследования профессора Ли Джонхопа, ученые смогли преобразовать фильтры сигарет в высококачественный углерод с помощью простой технологии. При этом подобное решение поможет значительно уменьшит количество сигаретных окурков, которые довольно тяжело разлагаются в естественных условиях. По оценкам экспертов, в течение года накапливается в среднем 750 тысяч тонн окурков по всему миру, а разлагается один сигаретный фильтр в течение 5-7 лет. К тому же сигаретные окурки являются одним из наиболее часто встречаемых видов мусора.

Корейские исследователи в своем открытии исходили из того, что для изготовления фильтров в сигаретах применяются волокнистый ацетат целлюлозы. При помощи температурного разложения органики в обедненной кислородом атмосфере из таких фильтров получается материал, который характеризуется высокой пористостью и огромной поверхностной площадью.

По словам ученых, для улучшения свойств элементов питания в нем как раз и должны использоваться материалы, которые обладают очень большой поверхностной площадью. Сочетание различного размера пор гарантирует высокую энергоемкость суперконденсатора, который должен быстро накапливать высокий заряд и быстро разряжаться.

Исследовательская группа уже провела эксперименты с использованием нового материала. В результате ученые получили подтверждение своих расчетов, согласно которым новый углеродный материал показал лучшие характеристики для суперконденсаторов, чем при использовании углеродных нанотрубок или графена.
gsmavto.com
_________________

Itar-Tass

lvv_68

В открытой продаже появился мультикоптер, взламывающий сети Wi-Fi

На конференции Def Con американская исследовательская компания AerialAssault представила свою новую разработку – беспилотник, который способен самостоятельно взламывать различные беспроводные сети Wi-Fi.

Мультикоптер оборудован блоком Wi-Fi и специализированным программным обеспечением, которые позволяют беспилотнику сканировать обнаруженные беспроводные сети и перехватывать передаваемые ими пакеты с данными. Выявленные уязвимые сети Wi-Fi, а также их точные координаты, полученные от GPS-модуля, мультикоптер передает своему оператору.

Как отмечает разработчик беспилотника Дэвид Джордан, главной особенностью его детища является способность удаленного взлома беспроводной сети. При этом мультикоптер легко сможет обнаружить и взломать расположенную на большой высоте сеть Wi-Fi практически в любом высотном здании. Разработчик уже сконструировал несколько рабочих моделей своего беспилотника и продавал их на конференции за 2,5 тысячи долларов каждый.
gsmavto.com
_________________

lvv_68

Конструкторы из Южной Кореи разработали сверхемкий графеновый суперконденсатор

Одним из наиболее «узких» мест в дальнейшем развитии электромобилей являются источники энергии. В настоящее время для обеспечения электрокара питанием используют литий-ионные аккумуляторы, которые обладают наибольшей емкостью и наименьшим весом среди всех доступных по стоимости элементов питания. В то же время литий-ионные батареи обладают и множеством недостатков, среди которых стоит отметить довольно высокий вес, повышенную пожароопасность и слишком уж длительное время перезарядки. Ученые из южнокорейского института науки и технологий KAIST предложили в качестве альтернативы литий-ионных аккумуляторов использовать в электромобилях супер конденсаторы из графена.

Применение графена в супер конденсаторах позволяет достигнуть очень высоких значений электроемкости на единицу площади поверхности электрода благодаря одноатомной толщине материала. Южнокорейским ученым удалось создать прототип супер конденсатора, который заряжается всего за 4 минуты, а его емкость сравнима с обычным литий-ионным аккумулятором в пересчете на единицу объема. По уверениям исследователей, в дальнейшем можно значительно повысить электроемкость супер конденсатора, что позволит массово использовать подобные источники энергии вместо привычных литий-ионных батарей.

В то же время главным препятствием на пути массового производства подобных супер конденсаторов является сложность в производстве графена. Существующие технологии ограничены в объемах и не позволяют наладить массовое производство материала. На помощь корейским исследователям может прийти открытие ученых из Массачусетского технологического института, благодаря которому становится возможным производить графен в промышленных масштабах. Для этого используется специальная камера с подвижной подложкой, на которой можно создавать равномерный слой материала. Более того, в перспективе исследователи из MIT могут наносить графен на обе стороны исходной пластины, например, на диэлектрик, который далее можно использовать в супер конденсаторах.

Если планы южнокорейский ученых увенчаются успехом, то в скором будущем нас ожидает революционный прорыв в области источников питания для электромобилей. При этом стоимость таких элементов питания будет довольно низкой, ведь для их производства будут использоваться недорогие исходные материалы и экономичные технологии производства.
gsmavto.com
_________________

lvv_68

Сероводород оказался высокотемпературным сверхпроводником

Немецкие ученые сделали довольно интересное открытие в области сверхпроводящих материалов. Оказалось, что всем известный сероводород, результат гниения водорослей с отвратительным запахом, при охлаждении до температуры порядка 70 градусов ниже нуля по Цельсию, начинает демонстрировать свойства сверхпроводника. Конечно, это очень низкая для человеческого организма температура, но в то же время это самый высокотемпературный сверхпроводник из уже открытых.

К сожалению, такие свойства сероводород проявляет при сверхвысоком давлении в 100 млн атмосфер, что и не удивительно, ведь обычно он находится в газообразной форме. Из-за чудовищного давления о нормальном использовании такого сверхпроводника говорить не приходится. Но зато подобное открытие дает надежду на обнаружение материала, который сможет демонстрировать сверхпроводимые свойства при комнатной температуре.

Исследователям известны несколько видов сверхпроводников. Так, в ниобии (химический элемент, обозначается Nb) при охлаждении до температуры порядка 39 К (-234°C) ионы начинают колебаться упорядоченно, что позволяет электронам двигаться сквозь структуру вещества без потери энергии. Но подобные температуры относятся к разряду сверхнизких, поэтому ученые искали другие соединения, способные стать сверхпроводником в более высоком температурном диапазоне.

Материалы, проявляющие свойства сверхпроводимости при высоких температурах, появились лишь в конце 20-го века. Оксид меди проводит ток без сопротивления при 164 градусах по Кельвину (-109°C), а соединение мышьяка и железа – при еще более высокой температуре. Систематизировать и упорядочить полученные результаты о проявлении сверхпроводимых свойств исследователям пока не удалось, поэтому поиск подобных веществ ведется зачастую практически вслепую.
Впрочем, некоторые научные разработки позволили предсказать появление сверхпроводящих свойств у водорода, находящегося под сверхвысоким давлением. Группа ученых из Германии решили использовать вместо чистого водорода его соединение с серой, и в результате при давлении в 350 тысяч атмосфер эффект сверхпроводимости возник при температуре 190 К (-83°C).

В ходе дальнейших экспериментов исследователи смогли поднять температуру проявления у сероводорода сверхпроводящих свойств. Правда, и давление при этом пришлось увеличивать в сотни раз. Выше температуру поднять вряд ли удастся, ведь предсказанная китайскими учеными точка фазового перехода в сверхпроводник у сероводорода лежит в пределах 190-200 К (от -83°C до -73°C).
https://youtu.be/Cj0c0EDVBdM
http://gsmavto.com/serovodorod-okazalsya-vysokotemperaturnym-sverxprovodnikom/]gsmavto.com
_________________

lvv_68

Ученые создали из графена самую крошечную лампочку в мире

Уменьшение размеров источника света – это не только дань моде по миниатюризации всего и вся, но и очень важная практическая задача. В настоящее время вычислительная электроника работает на очень высоких частотах, и поэтому не за горами тот день, когда для дальнейшего увеличения производительности процессора необходимо будет задействовать волны такой длины, спектр которых соответствует световому потоку. Чтобы в электронике можно было задействовать такой диапазон, как раз и необходимы крошечные источники подобного светового излучения. И новые эксперименты и успешные исследования ученых позволяют надеяться на успешное решение данной задачи.

Неожиданные и интересные результаты получили конструкторы, изучающие свойства графена. Как известно, графен представляет из себя чрезвычайно прочный и гибкий материал, состоящий из одноатомного слоя углерода. Научная группа Колумбийского университета, Сеульского университета и Корейского университета стандартов и науки изобрела настоящую графеновую лампочку крошечных размеров. Она представляет из себя миниатюрный кусочек графена с двумя крошечными электродами, расположенными над керамической подложкой. При включении тока графен мгновенно накаляется до температуры в 2,5 тысячи градусов и начинает излучать мощный световой поток, который можно увидеть даже невооруженным глазом, несмотря на совсем уж крошечные размеры источника излучения.

Использовать в качестве подобной нити накаливания какой-либо другой материал не удалось бы – даже наиболее перспективные соединения металлов нагрелись бы и быстро разрушились. Графен же просто идеально подходит для таких целей, ведь при высокой температуре его теплопроводность резко уменьшается, и в результате раскаленным остается только небольшой участок между микроэлектродами.
https://youtu.be/Xob0B9OMXNA
Как заявляют исследователи, подобные миниатюрные источники света можно будет интегрировать в микроэлектронику, что позволит создавать полностью прозрачные и гибкие дисплеи толщиной в один атом, а также разрабатывать оптические микросхемы. Также дополнительным преимуществом графенав качестве источника света является его универсальность, ведь в зависимости от температуры нагрева он будет излучать на различных частотах.
gsmavto.com

Японские исследователи изобрели гибкие транзисторы

Исследовательская группа ученых из японского Национального института AIST разработала новый тип транзисторов, которые могут свободно изгибаться, а также отличаются эластичностью и способностью выдерживать значительные физические нагрузки. Основными компонентами новых радиоэлектронных элементов являются резина, эластичный пластик и кремнийсодержащий гель. Благодаря новым свойствам подобные транзисторы можно спокойно использовать в таких местах, где они могут подвергаться сильным нагрузкам, например, в элементах напольного покрытия, в различных механических движущихся частях, на одежде и так далее.

Изготавливается новый транзистор методом формирования электронной начинки в объеме кремнийсодержащего геля толщиной не более 1 миллиметра. В качестве электродов применяется специальный композитный материал, обладающий повышенной проводимостью благодаря использованию углеродных нанотрубок. Отделяющий затвор от канала диэлектрический слой создан из гелеобразного полимера, а сам канал по сути является скоплением хаотично расположенных углеродных нанотрубок, из-за чего он обладает свойствами полупроводника.

Значение тока в открытом состоянии к току в закрытом у транзистора небольшое и не сильно изменяется при физическом воздействии, например, при сжатии или растяжении транзистора. Определенные изменения характеристик наблюдались только после тысячи повторений, при которых транзистор растягивали на 50% его длины. Одномоментные сильные физические воздействия также не принесли какого-либо вреда, когда на транзистор наступала женщина тонким острым каблуком. Нагрузка в данном случае составляла порядка 25 кг на квадратный сантиметр, что значительно выше давления груженого автомобиля на поверхность дороги.
По словам исследователей, транзисторы успешно работали и тогда, когда они согнуты под острым углом. Благодаря такой устойчивой работе конструкторы планируют применять новые электронные компоненты в местах, где электроника неизбежно подвергается различным физическим воздействиям.

http://gsmavto.com/yaponskie-issledovateli-izobreli-gibkie-tranzistory/
_________________

lvv_68

Автомобиль на тории нужно заправлять раз в 100 лет

Американская компания Laser Power Systems работает над созданием нового типа двигателя, который сможет работать на тории. Данное вещество обладает крайне высокой плотностью, благодаря чему может производить огромное количество тепла. По оценкам специалистов, 1 грамм тория по количеству энергии эквивалентен 28 тоннам бензина, а 8 грамм вещества хватит, чтобы обеспечить энергией обычный автомобиль в течение 100 лет. Компания LPS сейчас проводит эксперименты с торием, создавая источник тепловой энергии, который превращает воду в пар и крутит турбину генератора.Изготовленная Laser Power Systems рабочая модель двигателя весит около 200 кг и по размерам не превышает обычный бензиновый двигатель. При этом двигатель не производит во время своей работы вредные выбросы, негативно влияющие на окружающую среду.

По мнению экспертов, чтобы альтернативные виды топлива можно было эффективно использовать для замены привычного угля или нефти, их стоимость должна быть ниже ископаемых видов топлива. В то же время вопрос с постоянно растущим количеством углекислого газа вызывает значительное беспокойство у разных стран, ведь помимо создания парникового эффекта состояние окружающей среды из-за вредных выбросов стремительно приходит в упадок. В то же время далеко не все страны могут безболезненно перейти на альтернативные источники энергии и поэтому предпочитают и далее использовать уголь и нефть. В результате поиск нестандартного источника энергии типа тория может на определенном этапе действительно помочь справиться с проблемой увеличения выброса углекислоты в атмосферу.

https://youtu.be/68A_HPYGdlk

http://gsmavto.com/avtomobil-na-torii-nuzhno-zapravlyat-raz-v-100-let/
_________________

lvv_68

Система искусственного фотосинтеза производит водород с 22% КПД

Чтобы в сознании потребителей утвердилась мысль о том, что намного выгоднее использовать альтернативные источники энергии вместо традиционных ископаемых вроде угля и газа, стоимость производства энергии из возобновляемых ресурсов должна стать ниже энергии из привычных тепловых. Новые работы различных исследовательских групп приближают этот момент, а в ряде отраслей подобный прорыв уже произошел.

Так, согласно отчетам аналитических компаний, в США стоимость альтернативной энергии, получаемой из солнечных и ветряных источников, уже стала ниже, чем при ее производстве на тепловых электростанциях. Не отстают от них и исследователи в области производства водородного топлива. Группа ученых из мельбурнского университета Монаша смогли разработать установку, которая синтезирует водород при помощи солнечной энергии с КПД, равной 22%. Такой рекордный на текущий момент показатель эффективности поможет ускорить переход к массовому производству недорого и экономически выгодного водорода.

Над производительностью подобных установок, использующих принцип искусственного фотосинтеза, работы ведутся уже довольно длительное время. Благодаря созданию новых видов катализаторных материалов и неуклонному улучшению технологий эффективность процесса синтеза водорода быстро увеличивается. Так, за последние полгода удалось повысить КПД почти на 10%, установив тем самым новый рекорд энергоэффективности.

Метод электролиза для разделения воды на кислород и водород под воздействием электрического тока на протяжении многих лет был главным способом синтеза водорода. Но такая процедура требовала слишком больших запасов электроэнергии и была экономически несостоятельной, поскольку существовало множество других более дешевых способов выработки водорода при помощи простых химических реакций. Использование солнечной энергетики позволило снизить степень задействования внешних источников для генерации водородного топлива.

Значительно же повысить КПД технологических процессов электролиза для синтеза водорода удалось только благодаря точному контролю за протекающими реакциями. Конечно, такого результата также невозможно было бы достичь без создания новых революционных катализаторов. Огромную роль в повышении эффективности сыграл и значительный накопленный опыт в сфере искусственного фотосинтеза водорода.

Новый вид катализаторов стал результатом соединения целой группы материалов, таких как арсенид галлия и германия, а также фосфида галлия и индия. Эти материалы активно применяются в солнечной энергетике при производстве солнечных панелей. Также повысить КПД помогли и новые типы электродов, созданных из так называемой никелевой «пены». Применение данного материала позволило создать большую эффективную площадь электрода для непосредственного расщепления атомов воды на составляющие. Электролитом между анодно-катодной парой выступил раствор фосфата натрия и обычной кухонной соли в определенной концентрации.

В научном обществе тема энергоэффективности синтеза водорода методом искусственного фотосинтеза давно будоражит умы ученых. Ряд исследователей даже подсчитали пороговое значение КПД, которое теоретически можно достигнуть при задействовании лучших типов катализаторов и электродов. Хотя высчитанное значение и весьма спорно с точки зрения определенной части ученого общества, продемонстрированные австралийскими исследователями рекордные показания КПД далеки от рассчитанных предельных значений. Как бы там ни было, но неуклонное совершенствование как технологии электролиза воды, так и улучшение характеристик солнечных панелей для генерации электроэнергии, задействованной в работе установки искусственного фотосинтеза, позволяет надеяться на получение в ближайшие годы надежного и недорого способа производства водородного топлива.
http://gsmavto.com/sistema-iskusstvennogo-fotosinteza-proizvodit-vodorod-s-22-kpd/
_________________

lvv_68

Новое топливо можно получать прямо из атмосферы

По оценкам экологов, значение концентрации углекислого газа в 2013 году в атмосфере выросло до 400 промилле, что является самым высоким показателем за последние годы. Тенденций к ее снижению нет, поэтому в нынешнем году количество диоксида углерода должно только увеличиваться.
https://youtu.be/GkEAA7VnyhE
Как известно, углекислый газ в атмосфере ведет к образованию так называемого «парникового эффекта», вследствие чего средняя температура на всей планете возрастает. Незначительное на первый взгляд повышение температуры даже на полградуса приводит к катастрофическому таянию ледников, повышению уровня мирового океана и необратимым последствиям в экологии планеты. К тому же метеорологи уже признали текущий год самым жарким за все время наблюдений за погодой, а следующий обещается быть еще более теплым.
Поэтому вопрос утилизации углекислоты из атмосферы является очень актуальным для всей мировой общественности. Сразу целый ряд организаций проводит научные изыскания, целью которых является использование диоксида углерода в качестве источника для производства углеводного топлива. Говорить о действительно качественном прорыве пока еще рановато, ведь у лидирующих на текущий момент компаний, германской Sunfire и Carbon Engineering из Канады, объем созданного топлива не превышает нескольких тонн. Осложняется процесс синтеза еще и значительными затратами энергии, необходимыми для созданияподобного топлива из воздуха. Поэтому о масштабном промышленном производстве речи пока что быть не может.

Вся технология синтеза топлива базируется на так называемом процессе Фишера-Тропша, с помощью которого можно получить синтез-газ. В качестве сырья выступает обычный воздух, из которого выделяют углекислоту и после химической реакции с водородом превращают в топливо. При сгорании полученного синтез-газа в окружающую среду выделяется только углекислый газ без дополнительных вредных примесей. Исследователи из ВМС США уже заинтересовались данной технологией, и вскорости стоит ожидать новых прорывных решений и открытий в области создания топлива из воздуха.
http://gsmavto.com/novoe-toplivo-mozhno-poluchat-pryamo-iz-atmosfery/
_________________

lvv_68

Boeing использует вместо складов запчастей 3D-печать

Изобретение 3D-печати кардинально изменило положение дел во многих отраслях хозяйственной деятельности. Теперь вместо того, чтобы заказывать необходимую деталь на фабрике, достаточно создать ее трехмерный макет и распечатать его на 3D-принтере. Поэтому интерес к данной сфере растет изо дня в день, что благотворно влияет на развитие данного направления. Количество патентов в области 3D-печати измеряется тысячами, а сами 3D-принтеры из года в год качественно улучшаются, что позволяет уже сейчас создавать неимоверно сложные объекты. Неудивительно, что этим направлением интересуются и активно используют в своей деятельности крупные компании и корпорации.

Довольно любопытное применение объемной печати решила недавно запатентовать корпорация Boeing. Вместо того, чтобы хранить на своих складах полный ассортимент деталей для самолетов, авиационный гигант вместо этого решил организовать библиотеку соответствующих объектов для 3D-печати. Теперь, если компании для ремонта или замены нужна какая-то деталь, ее можно будет за несколько минут распечатать на 3D-принтере, вместо того чтобы оформлять заказ, выискивать деталь на складе и ожидать ее доставку. В авиационной сфере такой способ позволяет экономить значительные суммы денег, ведь современный самолет состоит из десятков тысяч деталей, начиная лопатками для турбин и заканчивая подлокотниками кресел. Конечно, не все из них можно создать с помощью объемной печати, но для большинства из комплектующих подобный способ изготовления будет вполне приемлемым.

Boeing при помощи патента хочет хранить вместо полного набора необходимых запчастей библиотеку файлов из 30 тысяч комплектующих. При возникновении потребности в детали достаточно будет найти нужный файл и отправить его на печать, получив в результате нужную запчасть. Компания уже использует данный принцип для хранения порядка 300 комплектующих. Как заявляют в компании, уже сейчас в самолетах применяют порядка 20 тысяч пластиковых элементов, изготовленных с помощью объемной печати. Патент также предполагает возможность создания деталей из таких материалов как металл, различные волокна и тому подобное. Кроме того, в патенте предусматривается изготовление запчастей не только при помощи 3D-печати, но и другими методами, например, при помощи выборочного лазерного спекания порошкового металла.

По оценкам представителей корпорации, полноценное внедрение подобной технологии в работу позволит компании значительно уменьшить площадь складских помещений и сократить время и расходы на ремонт и сопровождение своей авиатехники.

http://gsmavto.com/boeing-ispolzuet-vmesto-skladov-zapchastej-3d-pechat/
_________________

Dr.Jack

Двигатель для частной российской ракеты "Таймыр" будет композитным

Особенностью двигателя на 400 кгс будет широкое использование композиционных материалов, прочность и теплостойкость которых существенно выше таковых у жаропрочных сталей, пояснили в "Лин Индастриал"

МОСКВА, 20 октября. /ТАСС/. Частная российская космическая компания "Лин Индастриал" намерена изготовить двигатель для своей легкой ракеты "Таймыр" из композитных материалов, сообщил 20 октября ТАСС генконструктор предприятия Александр Ильин.

"Особенностью двигателя на 400 кгс будет широкое использование композиционных материалов, прочность и теплостойкость которых существенно выше таковых у жаропрочных сталей. Это даст нам возможность облегчить конструкцию и одновременно снизить требования к охлаждению", - пояснил он.

Данный двигатель компания намерена проектировать самостоятельно, его испытания "Лин Индастриал" также планирует проводить на собственном стенде, без обращения в сторонние организации и институты. В перспективе двигатель будет использоваться на первой и второй ступенях ракеты-носителя "Таймыр", а также на первой ступени метеоракеты для исследования верхних слоев атмосферы.

В настоящее время "Лин Индастриал" заказало изготовление двух ракетных двигателей тягой 100 кгс, однако их производство затягивается. "Из-за этого огневые испытания состоятся не раньше ноября", - сказал Ильин. Этот двигатель предназначен для третьей ступени ракеты "Таймыр".

"Лин Индастриал" - российский стартап, создающий сверхлегкие космические ракеты, резидент иннограда "Сколково". Инвесторы компании - Фонд "Сколково", сотрудники компании Wargaming.net, создавшие компьютерную игру World of Tanks.

Компания разработала проект российской лунной базы с использованием уже существующих ракет, космических кораблей и технологий. Среди других разработок "Лин Индастриал" - сверхлегкие ракеты "Таймыр" и "Алдан", легкая ракета "Адлер" (все три проекта получили одобрение экспертов космического кластера фонда "Сколково"), "Зея" (проект одноступенчатого возвращаемого носителя, концепция которого разработана по заказу европейских венчурных инвесторов) и "Анива" (проект ракеты-носителя на сжиженном природном газе).

http://tass.ru/kosmos/2360963
_________________

lvv_68

Железная дорога может стать недорогим накопителем энергии

США занимает ведущие позиции по производству электроэнергии из возобновляемых источников энергии. Но в то же время возникает довольно серьезная проблема с хранением полученной из альтернативных источников избыточной энергии для последующего ее использования в моменты пиковой нагрузки в сети.

Безусловным лидером в производстве солнечной электроэнергии выступает Калифорния, для которой комиссия по вопросам энергетики решила приобрести электрические аккумуляторы общей мощностью 200 МВт для хранения произведенных излишков. К концу десятилетия суммарная мощность таких батарей в штате должна составлять 1,3 ГВт.

https://vimeo.com/75895781

Использование таких гигантских аккумуляторов позволит сглаживать пиковое потребление электричества. Но решение не идеальное, поскольку стоимость таких накопителей составляет миллионы долларов, а срок их применения ограничен из-за лимитированного количества циклов перезарядки батарей.

Вопрос с перераспределением излишков электроэнергии не нов. На гидроаккумулирующих станциях подобные пики снимаются при помощи закачки воды насосами в верхнее хранилище во время периода низкого потребления энергии с последующим ее использованием для генерации электричества в час пик. Калифорнийская компания Advanced Rail Energy Storage придумала оригинальный способ хранения полученной от солнечных электростанций энергии, применяя заложенный в гидроаккумулирующие станции принцип. В качестве накопительного энергоносителя компания решила использовать не воду, а железнодорожные платформы.

https://vimeo.com/39364772

Принцип накопления энергии достаточно прост. В моменты наименьшего потребления энергии от солнечных и ветряных станций тяжело груженые вагоны перемещаются при помощи электровозов на гору. В ночные и вечерние часы с максимальным потреблением мощностей вагоны будут спускать вниз, а накопленная ими энергия будет вращать генератор электровоза и отдавать электричество в единую сеть.

По словам руководителя ARES Джеймса Келли, они решили объединить обычную железную дорогу с цифровой системой управления, что в результате позволило получить автоматизированную систему накопления энергии. Специалисты компании развернули прототип системы в горной местности Тахачапи. Такая аккумулирующая система позволяет накапливать намного больше энергии, чем аккумуляторные батареи, а стоимость ее строительства ниже в два раза, чем возведение ГАЭС. К тому же срок действия такой системы практически не ограничен и не требует значительных средств на поддержание ее работоспособности.

https://vimeo.com/48344799

Компания ARES планирует возведение подобных энергоаккумулирующих систем емкостью до 24 ГВт. Все, что необходимо для ее создания — это подготовленные участки железнодорожных путей, расположенные на пологих длинных склонах. При этом показатель энергоэффективноститаких систем составляет порядка 85%, и, по словам специалистов компании, в будущем его можно значительно увеличить.

Исследователи компании ARES работают над созданием энергоаккумулирующей системы, состоящей из нескольких путей протяженностью 12 километров каждый. Электровоз будет затаскивать множество груженых платформ в часы с наименьшим потреблением энергии. По результатам исследований оказалось, что лучше всего для подобной накопительной системы подходят склоны с уклоном в 6-8%, с которых составы могут двигаться с постоянной скоростью порядка 30 км/ч. Найти такие места на местности не составляет особого труда, поэтому стоит ожидать массового внедрения подобных аккумулирующих систем по всему миру.

http://gsmavto.com/zheleznaya-doroga-mozhet-stat-nedorogim-nakopitelem-energii/
_________________

lvv_68

В Китае построят самую большую электростанцию на приливных волнах

Китайская народная республика планирует стать крупнейшим в мире производителем электричества, использующий энергию приливных волн. Для реализации этих грандиозных планов в стране строится специальная электростанция на восточном побережье.

Первая электростанция приливного типа, поставлявшая электроэнергию на коммерческой основе, была открыта в Ирландии в 2008 году. Согласно прогнозу Siemens, крупного игрока на рынке приливных электростанций, с помощью этого возобновляемого источника энергии можно будет поставлять электричество в 250 миллионов домохозяйств по всему земному шару. На текущий момент лидерское положение в данной области занимает Англия, которая планирует извлекать из энергии приливов и отливов порядка 2 тысяч МВт. Китай планирует забрать пальму первенства у Британии, вложив в новую приливную электростанцию 30 миллиардов долларов.

https://youtu.be/q8wtk0_aAmE

Приливы на Земле возникают благодаря влиянию Луны, которая притягивает к себе большие массы воды. Приливные электростанции можно располагать в довольно ограниченном количестве мест на нашей планете, где высота и энергия приливных волн достаточно высока, глубина моря небольшая, а приливные волны движутся параллельно побережью. В Китае с его береговой линией общей протяженностью 18 тысяч километров таких мест в избытке.

https://youtu.be/iRJFJiwGoWw

Для улавливания энергии приливных волн КНР строит дамбу длиной 40 километров, расположив ее перпендикулярно к береговой линии. В дамбе будут размещены турбины, которые могут вращаться под воздействием приливов и отливов и генерировать электроэнергию. При этом конструкторы позаботились и об обитателях моря: в турбинах лопатки будут установлены таким образом, чтобы рыбы смогли беспрепятственно проходить сквозь дамбу.

https://youtu.be/1XxchLvdP0k

Турбины спроектированы специально для этой приливной электростанции и рассчитаны на медленное реверсивное течение воды. Вырабатываемая одной турбиной пиковая мощность составляет 5 МВт, а всего на электростанции таких турбин будет порядка 2 тысяч. Станция сможет генерировать в 2,5 раза больше электроэнергии, чем ее производит один типичный ядерный реактор. Вложить часть средств в данный проект решило правительство Голландии и несколько компаний из Дании.

Как утверждает эксперт ООН по промышленному развитию Димитри де Боэр, строящаяся приливная электростанция сможет производить более дешевую электроэнергию, чем ветряные электростанции. Китай, по его мнению, является передовой страной в области развития установок, использующих энергию моря.

На стадии проектирования Китай уже инвестировал порядка 3 млн долларов. Само строительство станции планируется начать через 10 лет. Активно вкладывая средства в подобные проекты, Китай может к 2020 году увеличить долю электроэнергии, получаемую из возобновляемых источников, до 15% от всей генерируемой мощности. За прошедшее пятилетие КНР инвестировала в изучение вопроса использования энергии моря порядка 160 млн долларов.

Из других интересных проектов по использованию возобновляемых источников энергии, в которых участвует Китай, стоит отметить новый тип электростанции, которая работает на разнице температур морской воды на поверхности и в глубине моря. Основой такой электростанции станет система теплообменных труб, по которым будет циркулировать жидкий аммиак. По расчетам исследователей подобная станция сможет производить порядка 10 МВт, а стоимость 1 КВт электричества будет равняться 15 центам, что дешевле чем у ветряных генераторов.

http://gsmavto.com/v-kitae-postroyat-samuyu-bolshuyu-elektrostanciyu-na-prilivnyx-volnax/
_________________

lvv_68

Объединенные в единую сеть смартфоны предупредят о землетрясении

Снабженные датчиками GPS смартфоны и планшеты могут быть объединены в единую распределенную сеть раннего обнаружения землетрясений. После проведения ряда экспериментов к такому выводу пришли исследователи из Геологической службы США. Подобная распределенная сеть могла бы практически мгновенно зарегистрировать начало движения земной коры и предупредить население о начинающемся землетрясении и последующей угрозе возникновения цунами.

По последним данным по всему миру продано около миллиарда смартфонов и планшетов, а в 2019 году число носимых электронных девайсов составит около 6 миллиардов. Если объединить все подобные устройства, обладающие датчиками GPS и акселерометрами, в единую сеть, то возникает отличная возможность для обнаружения о начале землетрясений и своевременном оповещении.

По словам представителя Геологической службы США, секунды при начале землетрясения значат очень многое. За считанные мгновения можно успеть перекрыть газовые магистрали, остановить поезда, а люди могут успеть выбежать на улицу или стать в дверных проемах и других наиболее устойчивых к разрушению местах. В то же время по сведениям Геослужбы США, только в Японии и Мексике существуют системы оперативного оповещения о землетрясениях.

Так как GPS-датчики в электронных носимым устройствах постоянно определяют свое точное местоположение, они могут использоваться для непрерывного слежения за тектоническими материковыми плитами и пластами земного шара, движение которых часто служит признаком начала землетрясения большой силы. Если объединить множество носимых девайсов в единую сеть, то можно предотвратить возникновение значительных человеческих жертв в тех районах планеты, где отсутствует система оповещения о землетрясениях. К их числу относится Южная и Центральная Америка, Южная Азия, а также регионы Карибского бассейна, где количество гаджетов с GPS-датчиками уже достигло высокого значения.

Для проверки работоспособности подобной распространенной системы исследователи изучили, как реагируют популярные устройства на сдвиг в 10 см и 2 метра. В результате эксперимента исследуемые девайсы показали отличную чувствительность даже при малых перемещениях. После этого ученые смоделировали ситуацию 7-бального землетрясения. При этом смартфон настроили таким образом, что он посылает предупреждение о надвигающейся катастрофе только в том случае, если дополнительно 4 расположенных недалеко от него девайса фиксируют сдвиг земной коры на 5 и более сантиметров. А при срабатывании 100 и более носимых устройств должна объявляться всеобщая тревога.

https://youtu.be/BjYzR5I3pFI

Оказалось, что для предупреждения за 5 секунд до начала смоделированного землетрясения хватило бы участия в распределенной сети порядка 5 тысяч девайсов. Также при помощи информации от этих устройств можно было бы определить эпицентр природного катаклизма с точностью до 5 километров и рассчитать последующее распространение колебаний земной коры. Поскольку скорость распространения землетрясения ниже скорости информирования, то население получило бы небольшую временную фору для быстрого реагирования. Так, по мнению ученых, подобная система могла бы дать населению Катманду время в 15-20 секунд для подготовки к подземным толчкам во время недавнего землетрясения в Непале.

Недостаточно высокая точность носимых гаджетов позволяет с помощью подобной распределенной системы фиксировать только землетрясения от 7 баллов и выше. В то же время подземные толчки именно такой силы являются наиболее опасными и разрушительными по своим последствиям. Поэтому подобная распределенная сеть могла бы сослужить хорошую пользу населению бедных стран и вовремя предупреждать их о надвигающейся катастрофе.

http://gsmavto.com/obedinennye-v-edinuyu-set-smartfony-predupredyat-o-zemletryasenii/
_________________