Sadržaj:

TOP-9 revolucionarnih tehnologija za uštedu energije budućnosti
TOP-9 revolucionarnih tehnologija za uštedu energije budućnosti

Video: TOP-9 revolucionarnih tehnologija za uštedu energije budućnosti

Video: TOP-9 revolucionarnih tehnologija za uštedu energije budućnosti
Video: Курорты БОЛГАРИЯ 2023 🇧🇬 Отдых в Болгарии. Солнечный берег, Несебр, Созополь, Поморие. Лучшие пляжи 2024, Marš
Anonim

Svježe vijesti iz nauke i tehnologije. Objavljujemo najnovija otkrića naučnika, tehničke preglede, najnovije vijesti sa interneta i hi-tech.

Nova solarna ćelija oborila rekord efikasnosti

Slaganje perovskitnih solarnih ćelija na silikonske solarne ćelije jedan je od načina da se poveća količina sunčeve svjetlosti koja se koristi.

Upotreba solarnih fotonaponskih ćelija kao obnovljivog izvora energije je u porastu kako tehnologija postaje efikasnija i jeftinija.

Slaganje perovskitnih solarnih ćelija na silicijumske ćelije je jedan od načina da se poveća količina sunčeve svetlosti koja se koristi, a sada su istraživači sa Australijskog nacionalnog univerziteta oborili rekord efikasnosti ovih tandem solarnih ćelija.

Istraživači kažu da su njihove nove solarne ćelije zasnovane na perovskitu i silicijumu postigle efikasnost od 27,7% u pretvaranju sunčeve svjetlosti u energiju. Ovo je više nego dvostruko više nego što je tehnologija mogla proizvesti prije samo pet godina (13,7 posto), a ovo je pristojan korak u odnosu na izvještaje prije dvije godine - 25,2 posto.

Zanimljivo je da tehnologija već nadmašuje većinu komercijalno dostupnih solarnih panela, koji se kreću oko granice od 20 posto efikasnosti. Bazirani su isključivo na silicijumu i očekuje se da će dostići svoj maksimum u narednih nekoliko godina.

I silicijum i perovskit su dobri u pretvaranju sunčeve svetlosti u energiju, ali zajedno rade još bolje. To je zato što ova dva materijala upijaju svjetlost različitih talasnih dužina - silicijum sakuplja uglavnom crvenu i infracrvenu svetlost, dok je perovskit specijalizovan za zelenu i plavu.

Da bi ovo maksimalno iskoristili, istraživači slažu prozirne perovskitne ćelije na one od silikona. Perovskit pokupi ono što mu je potrebno, dok se druge talasne dužine filtriraju do silicijuma.

Naučnici sada rade na tome da još više poboljšaju efikasnost, a komercijalizacija tehnologije se brzo približava. Prema istraživačima, efikasnost mora biti oko 30 posto prije nego što postane održiva za masovnu proizvodnju, a očekuje se da će se to dogoditi do 2023. godine.

Novi sistem za 3D snimanje može uhvatiti pojedinačne fotone

Nova tehnologija je prva stvarna demonstracija jednofotonske redukcije šuma

Istraživači sa Tehnološkog instituta Stevens kreirali su 3D sistem za snimanje koji koristi kvantna svojstva svjetlosti za stvaranje slika koje su 40.000 puta oštrije od trenutne tehnologije. Ovo otkriće utire put za efikasnu upotrebu LIDAR sistema u samovozećim automobilima i sistemima za satelitsko mapiranje, komunikacijama u svemiru itd.

Rad se bavi dugogodišnjim problemom sa LIDAR-om, koji ispaljuje lasere na udaljene mete, a zatim detektuje reflektovanu svjetlost. Dok su detektori svetlosti koji se koriste u ovim sistemima dovoljno osetljivi da stvore detaljne slike nekoliko fotona - sitnih čestica svetlosti, teško je razlikovati reflektovane fragmente laserske svetlosti od svetlije pozadinske svetlosti kao što je sunčeva svetlost.

"Što naši senzori postaju osjetljiviji, postaju osjetljiviji na pozadinsku buku", kažu naučnici. "Ovo je problem koji trenutno pokušavamo riješiti." Nova tehnologija je prva stvarna demonstracija jednofotonske supresije šuma pomoću tehnike nazvane Quantum Parametric Sorting Mode ili QPMS, koja je prvi put predložena 2017.

Za razliku od većine alata za filtriranje šuma koji se oslanjaju na softversku naknadnu obradu za čišćenje slika s bukom, QPMS potvrđuje kvantne svjetlosne potpise koristeći egzotičnu nelinearnu optiku kako bi se stvorile eksponencijalno čistije slike na nivou senzora.

Pronalaženje specifičnog fotona koji nosi informaciju usred pozadinske buke je kao pokušaj da izvučete jednu pahulju iz mećave - ali je upravo to ono što su istraživači uspjeli. Oni opisuju metodu utiskivanja određenih kvantnih svojstava u izlazni impuls laserske svjetlosti, a zatim filtriranje dolazne svjetlosti tako da senzor detektuje samo fotone s odgovarajućim kvantnim svojstvima.

Rezultat: sistem za snimanje koji je nevjerovatno osjetljiv na fotone koji se vraćaju sa svoje mete, ali koji zanemaruje gotovo sve neželjene bučne fotone. Ovaj pristup proizvodi oštre 3D slike, čak i kada je svaki foton koji nosi signal prigušen mnogo više bučnih fotona.

„Raščišćavanjem inicijalne detekcije fotona, pomeramo granice preciznog 3D snimanja u 'bučnim' okruženjima," rekao je Patrick Rain, glavni autor studije. "Pokazali smo da možemo smanjiti količinu šuma za oko 40.000 puta više nego što može pružiti najnaprednija tehnologija snimanja."

U praksi, QPMS redukcija šuma može omogućiti LIDAR-u da se koristi za kreiranje tačnih, detaljnih 3-D slika na udaljenostima do 30 kilometara. QPMS se također može koristiti za komunikaciju u dubokom svemiru, gdje oštar odsjaj sunca obično prigušuje udaljene laserske impulse. Možda najuzbudljivije, ova tehnologija takođe može dati istraživačima jasniji pogled na najosjetljivije dijelove ljudskog tijela.

Pružajući gotovo nečujno jednofotonsko snimanje, sistem će pomoći istraživačima da naprave jasne, vrlo detaljne slike ljudske mrežnjače koristeći gotovo nevidljive, slabe laserske zrake koje neće oštetiti osjetljivo tkivo oka.

Nanosatelit "Labud" biće poslat u svemir na solarnom jedru

Ruski nanosatelit "Lebed" mogao bi postati prva svemirska letjelica koja će napustiti Zemljinu orbitu koristeći solarno jedro. Model leta satelita može biti predstavljen za tri godine, nakon čega slijedi probni let.

Planirano je da se tehnika koristi za istraživačke misije, koje će pojeftiniti zbog napuštanja upotrebe teških pogonskih motora - to će smanjiti ukupnu težinu domaće sonde. Glavna razlika između Lebeda i stranih dizajna je jedinstveni dizajn rotora jedra s dvije lopatice, koji omogućava desetostruko povećanje njegove površine. Kao viši predavač Moskovskog državnog tehničkog univerziteta imenovan. Bauman Alexander Popov, rotaciono jedro s dvije oštrice, patentirano od strane univerziteta, bit će ugrađeno na Swan, kojem nije potreban okvir za postavljanje. "Zahvaljujući tome, očekujemo da ćemo njegovu površinu desetostruko povećati sa istom težinom konstrukcije", napomenuo je naučnik.

Prema rečima Popova, novi uređaj će biti isporučen lansirnom raketom u orbitu na visini od 1.000 km. Nakon toga će započeti kontroliranu rotaciju, pokrenutu ranžirnim elektrotermalnim motorima - rezistojcima (potrebnu energiju će primati od solarnih panela). Istovremeno, zbog centrifugalne sile, iz specijalnih cilindara s obje strane satelita bit će lansirana dva jedra s jednostranim reflektirajućim premazom. Njihova ukupna dužina biće oko 320 m.

Naučnici su patentirali sistem napajanja Zemlje iz svemira

Moskovski radiotehnički institut Ruske akademije nauka dobio je patent za sistem za prenos energije iz orbitalne solarne elektrane na Zemlju, pokazuju podaci na sajtu Federalne službe za intelektualnu svojinu.

Prema dokumentu, naučnici predlažu da se svemirska solarna elektrana postavi na visinu od 300 do 1000 kilometara i da, kada leti iznad zemaljske prijemne tačke, prenosi energiju akumuliranu u baterijama elektrane pomoću mikrotalasa.

Istovremeno, sličan američki patent iz 1971. godine naveden je u ruskom patentu, u kojem je prvi put iznesena ideja o stvaranju solarne svemirske elektrane. Tada je predloženo da se elektrana postavi u geostacionarnu orbitu sa visinom od 36 hiljada kilometara, što bi joj omogućilo da sve vreme bude praktično iznad istog dela Zemljine površine i na taj način obezbedilo stalan prenos energije na Zemlju.. Međutim, u ovom slučaju prijemna stanica mora biti smještena na ekvatoru. Ruski prijedlog omogućava prijenos energije u druge regije Zemlje.

Prvi zamenik generalnog direktora holdinga Shvabe Sergej Popov je 2018. godine u intervjuu za RIA Novosti rekao da ruski naučnici razvijaju orbitalni laser sa repetitorskim ogledalom, koji će moći da prenosi sunčevu energiju do tih delova Zemlja na kojoj je nemoguće ili izuzetno teško izgraditi elektrane, uključujući i Arktik.

Sistem prepoznavanja će omogućiti dronovi da lete 10 puta brže i da se ne sruše

Inženjeri sa Univerziteta u Cirihu (Švajcarska) predstavili su fundamentalno novi sistem za izbegavanje sudara za bespilotne letelice - ništa brže i preciznije u svetu. Polazili su od činjenice da brzine reakcije od 20-40 milisekundi, kao u mnogim komercijalnim bespilotnim sistemima, nisu dovoljne za organiziranje sigurnog kretanja brzih letećih dronova. Kako bi demonstrirali sposobnosti svoje zamisli, Švajcarci su koristili igru izbacivača, učeći dronove da majstorski izbjegavaju lopte koje lete na njih.

Problem s vremenom reakcije dronova na prepreke ima dva korijena. Prvo, velika brzina kretanja letećih vozila u poređenju sa zemaljskim. Drugo, slaba računarska snaga, zbog koje sistemi na vozilu nemaju vremena da analiziraju situaciju i prepoznaju smetnje. Kao rješenje, inženjeri su senzore zamijenili "kamerama za događaje", povećavši brzinu reakcije na 3,5 milisekundi.

Kamera za događaje reaguje samo na promjene svjetline pojedinačnih piksela u kadru i zanemaruje druge, tako da treba obraditi vrlo malo informacija kako bi otkrila pokretni objekt na statičkoj ili sjedilačkoj pozadini. Otuda velika brzina reakcije, ali se tokom praktičnih eksperimenata pokazalo da ni postojeći dronovi ni same kamere nisu pogodne za ovu svrhu. Zasluga švajcarskih inženjera je što su prepravili i kamere i platformu kvadrokoptera, plus što su razvili potrebne algoritme, u stvari, stvarajući novi sistem.

Kada igra izbacivač, dron sa takvim sistemom u 90% slučajeva uspeva da izbegne loptu koja mu je bačena brzinom od 10 m/s, sa udaljenosti od samo 3 m. I to u prisustvu samo jedna kamera, ako je veličina smetnje unaprijed poznata - a prisustvo dvije kamere omogućava mu da precizno izračuna sve parametre smetnje i donese pravu odluku. Sada inženjeri rade na testiranju sistema u pokretu, kada se leti na teškim rutama. Prema njihovim proračunima, zbog toga će bespilotne letjelice moći letjeti deset puta brže nego sada, bez opasnosti od sudara.

Singapurski naučnici su naučili kako da od starih guma naprave odličan aerogel

Naučnici sa Nacionalnog univerziteta u Singapuru bili su izuzetno frustrirani činjenicom da samo 40% polovnih guma ide na reciklažu, pa su krenuli u pronalaženje alternativnog rješenja za ovaj problem. Nije bilo jasnog plana, samo ideja - izolovati gumu od materijala gume i dati joj novi oblik. Na primjer, pretvorite ga u poroznu bazu aerogela - ćelijsku strukturu u kojoj su ćelije ispunjene plinom.

Tokom eksperimenata, naučnici su natopili tanke delove guma u mešavinu "ekološki prihvatljivih" rastvarača i vode kako bi očistili gumu od nečistoća. Zatim je rastvor digestiran dok se ne formira jednolična masa, ohladio na -50°C i liofilizirao u vakuumskoj komori 12 sati. Rezultat je bio gust i lagan aerogel.

Za razliku od drugih vrsta aerogela, verzija na bazi gume pokazala se višestruko jačom. A nakon nanošenja premaza od metoksitrimetilsilana, postao je i vodootporan, što je odmah odredilo njegovo obećavajuće područje primjene - kao sorbent za likvidaciju izlijevanja nafte. Jučerašnje smeće pomoći će da se riješimo druge vrste otpada i zagađenja.

Ali najviše od svega, singapurski naučnici su zadovoljni ekonomskom stranom izuma. Izrada sloja gumenog aerogela površine 1 m². a debljine 1 cm traje 12-13 sati i košta 7 dolara. Proces se lako može povećati i pretvoriti u komercijalno atraktivan posao. Pogotovo s obzirom na ogromne rezerve i jeftinost izvornog materijala.

Bespilotni zračni taksi se razvija u Ruskoj Federaciji

U Rusiji se stvara bespilotni vazdušni taksi koji će moći da prevozi putnike na udaljenosti od 500 km pri brzini krstarenja od 500 km/h. Planirano je da prvi eksperimentalni model bude napravljen do 2025. godine, a koristit će se za vertikalno polijetanje i slijetanje.

Očekuje se da će se dalje proizvoditi avionski model, čija će nosivost biti 500 kg (četiri putnika), piše list Izvestija.

Takav avio-taksi prvenstveno je dizajniran za upotrebu u gradovima sa preko milion stanovnika i u najvećim regijama zemlje. Upotreba vozila će postati relevantna zbog nedostatka pista u Rusiji, objasnili su programeri iz Nacionalne tehnološke inicijative (NTI).

“Veliku brzinu vozila osigurat će plinska turbina koja je instalirana na brodu i povezana na električni generator. On napaja šest stacionarnih motora kroz bateriju superkondenzatora “, rekao je Pavel Bulat, zamjenik kodirektora Aeronet radne grupe u NTI. Prema njegovim riječima, motori će rotirati podizne i potporne ventilatore, koji će biti potpuno uvučeni u trup, koji služi kao krilo. Planirano je da se upravljanje vrši mlaznim kormilima i promjenom vektora potiska. Energetska elektronika za automobil će biti napravljena od silicijum karbida umesto tradicionalnog silicijuma.

Materijal karoserije takođe će biti inovativan. Dizajneri će koristiti najnoviju leguru aluminijuma i skandija. Razvijen je na Sveruskom institutu za vazduhoplovne materijale. Ovo će stvoriti lagani potpuno metalni zavareni trup.

Toyota i Lexus razvijaju tehnologiju kako bi krađu automobila obesmislili

Krađa automobila jedna je od najvećih problema sa kojima se suočavaju vlasnici automobila. Čak se i alarmni sistemi ne nose uvijek sa svojim zadatkom, ali proizvođači već imaju naprednije rješenje. Od 2020. cijeli asortiman marke Toyota i Lexus u Rusiji će biti zaštićen jedinstvenim identifikatorom za zaštitu od krađe T-Mark / L-Mark.

Identifikator je oznaka automobila sa mikrotačkama sa filma prečnika 1 mm, na koji se nanosi jedinstveni PIN kod, povezan sa VIN brojem određenog automobila. Ukupno se na različite elemente karoserije i sklopove primjenjuje do 10.000 takvih točaka. Njihovu usklađenost sa "prikačenim" vozilom možete provjeriti na stranicama toyota.ru i lexus.ru.

Korištenje označavanja omogućava agencijama za provođenje zakona i kupcima polovnih automobila da provjere "pasoške" podatke automobila sa stvarnim datumom njegove proizvodnje, opremom, markom i brojem motora i drugim karakteristikama. Proizvođač pozicionira identifikatore kao rješenje koje značajno smanjuje interes otmičara za automobile marke Toyota i Lexus i omogućava da se isključi mogućnost njihove preprodaje vozila na sekundarnom tržištu.

Prvi automobil koji je dobio L-Mark na domaćem tržištu bio je Lexus ES - prema proizvođaču, do danas nije bilo slučajeva krađe ove limuzine opremljene oznakama protiv krađe. Osim toga, vlasnici označenih automobila imaju popuste do 15% na KASCO polisu na rizik od krađe. Očekuje se da će proces opremanja asortimana marke Toyota i Lexus u Rusiji markom T-Mark/L-Mark biti završen tokom 2020. godine.

Ruski elektromotor na superprovodnicima će biti testiran u letu

Specijalisti iz TsIAM-a po imenu PI Baranov započeo je pripreme za testiranje prve hibridne elektrane u Rusiji s električnim motorom. O tome je dan ranije izvestila RIA Novosti, pozivajući se na pres-službu Centra za naučna ispitivanja.

Sredinom ovog mjeseca, predstavnici instituta posjetili su FSUE SibNIA im. SA Chaplygin“, gdje su pregledali leteću laboratoriju u bazi Jak-40, gdje se planira testiranje jedne perspektivne jedinice u budućnosti. Očekuje se da će se testovi letenja održati za 2 godine. Planira se ugradnja najnovijeg visokotemperaturnog elektromotora na supraprovodnike i sistema za hlađenje u nosu aviona, koji je izradio ZAO Superox po nalogu FPI. Podsjetimo da je ova jedinica jedinstveni domaći razvoj, koji je u stanju da pruži opipljivu prednost u gustoći snage i efikasnosti komponenti hibridne instalacije, u poređenju sa tradicionalnom električnom opremom.

Zauzvrat, umjesto jednog od tri motora u "repu" leteće laboratorije, bit će ugrađena turboosovinska plinska turbina s električnim generatorom, koju je razvio USATU. Jedinice upravljačkog sistema i baterije biće smeštene u kabini Yak-40. Test inženjeri će takođe biti tu tokom leta. Glavni cilj predstojećih testova je stvaranje demonstracije hibridne elektrane, koja bi se u budućnosti mogla instalirati na perspektivne međuregionalne ruske avione.

Preporučuje se: