Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Технологии

Искусственные наноструктуры собирают свет подобно клеткам растений

09.06.2021 14:14:58 | Автор: admin

Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в сотрудничестве с коллегами из Университета штата Вашингтон создали материал, способный работать как высокоэффективная система сбора видимого света.

Синтезированный исследователями высокопрочный нанокристалл имеет гибридный состав, то есть включает и органические, и неорганические соединения. Он объединяет в себе структурную и функциональную сложность, характерную для природных образований, с высокими надежностью и технологичностью, присущими искусственным системам.

В основе нового материала лежит модифицированная белковоподобная молекула пептоид, соединенная с высокоточной клеткообразной структурой на основе кремния POSS. Ученые обнаружили, что при особых условиях это вещество образует состоящие их двумерных нанолистов кристаллы идеальной формы, напоминающие клеточную мембрану.

Благодаря сочетанию прочности и стабильности POSS с видоизменяемостью пептоида, полученные наноструктуры дают возможность в широких пределах задавать их свойства в процессе синтеза. Воспользовавшись этим, ученые сделали материал, способный нести на себе функциональные группы, упорядоченно расположенные на определенном расстоянии друг от друга.

Такую POSS-пептоидную заготовку исследователи дополнили парами специальных донорных молекул и каркасными структурами, предназначенными для связывания акцепторных молекул, находящихся вне нанокристалла. В результате получилась собирающая солнечную энергию система, работающая по принципу, наблюдаемому в клетках живых растений.

Молекулы-доноры поглощают свет определенного спектра и передают полученную энергию молекулам-акцепторам. Последние при этом начинают излучать световые волны другой длины. Эффективность передачи энергии достигает 96%, что является рекордом для светособирающих систем такого типа.

Для демонстрации возможностей применения разработки, ученые встроили ее в человеческие клетки. Это позволило использовать POSS-пептоидный нанокристалл в качестве биосовместимого зонда, предназначенного для наблюдения за живыми системами. Помеченные таким образом клетки легко отличать от остальных, так как при попадании на них света с известной длиной волны они изменяют свой цвет за счет флуоресценции акцепторных молекул.

Исследователи считают, что уникальные свойства нового материала сделают его полезным во многих сферах, в том числе в области фотокатализа и солнечной энергетики.

Источник: pnnl.gov

Подробнее..
Категории: Технологии

С новой технологией океан станет источником дешевого лития, водорода, хлора и питьевой воды

09.06.2021 20:21:08 | Автор: admin

Получение лития из морской воды

С распространением литиевых аккумулятором спрос на этот самый легкий металл резко возрос и продолжает увеличиваться, в том числе за счет активной электрификации транспорта. Решить вопрос с поставками этого незаменимого для производства батарей вещества способна система, предложенная учеными из саудовского Научно-технологического университета имени короля Абдаллы.

Они разработали установку, позволяющую дешево получать литий из морской воды. По заявлению исследователей, в океанах его примерно в 5000 раз больше, чем в наземных месторождениях. Дополнительными продуктами этого процесса являются газообразные водород и хлор, а также опресненная вода.

Основной компонент разработки электрохимический элемент, разделенный мембранами на три отсека. Через средний циркулирует морская вода. Вторая камера заполнена буферным раствором и содержит медный катод с каталитическим покрытием из платины и рутения. От первого отсека ее отделяет керамическая мембрана из оксида лития-лантана-титана (LLTO) с порами, которые пропускают катионы лития, но не дают проходить более крупным ионам металлов. В то же время отрицательные ионы из морской воды могут переходить через анионообменную мембрану в третье отделение, где находится платино-рутениевый анод.

Когда на электрохимический элемент подается ток, литий начинает собираться во втором отсеке, притягиваясь через LLTO-мембраны к катоду, на котором при этом выделяется водород, а на аноде образуется газообразный хлор. Если в обычной морской воде концентрация лития составляет около 0,2 частей на миллион (ppm), то после пяти 20-часовых циклов работы установки его содержание в буферном растворе достигает 9000 ppm. После центрифугирования, промывания и просушки этой жидкости получается порошок фосфата лития с чистотой 99,94%, делающей его подходящим для производства аккумуляторов.

Как сообщают исследователи для добычи таким образом 1 кг лития нужно затратить 76,3 кВтч, что соответствует примерно 5 долларам США. При этом также можно собрать 0,87 кг водорода и 31,12 кг хлора. Кроме того, после многократного пропускания через установку морская вода становится пресной, так как ее соленость снижается до 500 ppm.

По словам ученых, незначительное снижение производительности LLTO-мембраны наблюдается только после 2000 часов эксплуатации, а расходы на электроэнергию являются основной частью затрат, необходимых для получения лития новым способом.

Источник: kaust.edu.sa

Подробнее..
Категории: Технологии

Японцы снизят стоимость производства водорода в 3 раза

21.06.2021 10:10:08 | Автор: admin

Солнечная электростанция для производства зеленого водорода

Японская энергетическая компания Eneos и инженерное предприятие Chiyoda построят фабрику, которая будет производить водород без выбросов углекислого газа в три раза дешевле в сравнении с нынешними технологиями, что станет прорывным шагом в стремлении страны к декарбонизации.

Новый завод будет использовать запатентованную технологию электролиза, которая значительно снижает производственную стоимость водорода до 330 иен, или примерно 3 долларов за килограмм. Сейчас партнёры рассматривают Австралию и другие регионы в качестве кандидатов на строительство фабрики в 2030 году.

Водород, который может приводить в движение автомобили и турбины электростанций без образования CO2, жизненно необходим для декарбонизации, но производственные затраты на его получение остаются высокими. Сейчас водород на японском рынке стоит примерно 10 долларов за килограмм. Правительство стремится снизить эту цифру до 3 долларов к 2030 году, а со временем до 2 долларов.

Метод, разработанный Eneos и Chiyoda, обеспечивает электролиз воды и толуола одновременно, а не посредством отдельных процессов, с образованием метилциклогексана (C7H14). Такое упрощение процесса вдвое сокращает капиталовложения в оборудование.

Жидкий C7H14 будет поставляться при температуре окружающей среды на электростанции и другие объекты, где из него будет добываться водород для получения энергии. Это намного более рентабельно, чем доставка водорода, который необходимо транспортировать при температуре -253 C в специальной емкости.

У партнеров уже есть технология производства ограниченного количества C7H14, и теперь они будут работать над увеличением мощности за счет использования электродов большего размера. К 2025 финансовому году они рассчитывают разработать установку мощностью 500 кВт.

Электроэнергию, необходимую для электролиза, планируется получать из возобновляемых источников (и не совсем). В частности, Австралия поставляет такую энергию по невысокой цене. Для установки электролизного оборудования и резервуара для хранения требуется примерно 1 км2. Вместе с солнечной электростанцией, необходимой в качестве источника электроэнергии, производство займет 64 км2.

Японское правительство поставило цель к 2030 году использовать в качестве источника энергии до 3 млн тонн водорода. Планируется, что из этого количества зеленый водород составит 420 000 тонн. Предполагается, что завод Eneos и Chiyoda сможет производить 300 000 тонн водорода в год. По энергетической ценности это примерно соответствует производительности ядерного реактора.

Источник: ixbt.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Hyundai купила Boston Dynamics, будет развивать робототехнику и передовые средства мобильности

22.06.2021 10:24:35 | Автор: admin

Hyundai Motor Group объявила о приобретении контрольного пакета акций Boston Dynamics у японской технологической компании Softbank. Boston Dynamics, наиболее известная своей уникальной робо-собакой по имени Spot, теперь будет работать вместе с автопроизводителем над технологиями, улучшающими мобильность человека.

Boston Dynamics запустила Spot в продажу в июне прошлого года, и среди его нескольких видов роботов четвероногий питомец является самым популярным продуктом. Ранее мы писали о том, как он пасет овец в Новой Зеландии, отслеживает жизненно важные признаки пациентов с COVID-19 и осматривает строительные площадки и это лишь некоторые из функций, которые он способен выполнять.

В конце прошлого года корейский конгломерат Hyundai Motor Group воспользовался желанием японской корпорации SoftBank перегруппировать свои активы, и объявил о намерениях приобрести 80 % акций Boston Dynamics американского разработчика роботов, которым с 2013 до 2017 год владел холдинг Alphabet.

Компанию Boston Dynamics оценили в $1,1 млрд, и на этой неделе официальный пресс-релиз возвестил о том, что Hyundai Motor Group прошла все стадии согласований и завершила покупку 80 % акций этого производителя роботов. SoftBank и её дочерние структуры останутся владельцами 20 % акций Boston Dynamics. Конкретная сумма, которую выложил корейский автогигант за этот необычный актив, не уточняется, но её легко определить по пропорции.

Сообщается, что сделка позволит Hyundai Motor Group и Boston Dynamics оптимизировать производственно-сбытовую цепочку в сфере робототехники, а при поддержке корейских инвесторов разработчик роботов сможет расширить ассортимент предложений и поднять качество обслуживания.

Hyundai Motor Group не скрывает, что при помощи разработок Boston Dynamics собирается автоматизировать логистические и производственные операции. Будут создаваться и летательные аппараты для перевозки пассажиров в черте города, а также совершенствоваться технологии автономного вождения.

Объёмы производства роботов при поддержке новых владельцев бизнеса тоже должны возрасти. Пресс-релиз отдельно отмечает, что синергия компаний ускорит разработку инновационных роботов, включая создание передовых средств мобильности, устройств для манипуляций и оптических приборов.

Источник: 3dnews.ru

Подробнее..
Категории: Технологии

Аккумулятором солнечной энергии послужит бетонный маховик дешевый и практически неизнашиваемый накопитель Energiestro

22.06.2021 22:26:47 | Автор: admin

Французский стартап Energiestro представил технологию накопления солнечной энергии при помощи маховика из бетона. Такая система предназначена прежде всего для использования в домашних солнечных электростанциях. Основной элемент разработки установленный на вертикальной оси цилиндр, соединенный с электродвигателем, который способен работать в качестве генератора.

Когда нужно сохранить избыток энергии, мотор вращает маховик, ускоряя его, поясняет соучредитель и генеральный директор Energiestro Андре Жаннесо С другой стороны, двигатель может действовать как тормоз при необходимости высвобождения накопленной электроэнергии.

Как отмечают в стартапе, до сих пор большинство маховиков, предназначенных для сохранения энергии, изготавливались из стали или карбона. Но у них есть существенный недостаток высокая цена. По словам главы Energiestro, накопители кинетической энергии из углеродных композитов стоят около 250 евро в пересчете на киловатт-час емкости, стальные 200 евро, а бетонные всего несколько евро.

Андре Жаннесо отмечает, что в их системе используется цилиндр из бетона, предварительно напряженного обмоткой из стекловолокна. Он вращается в вакуумной камере, поэтому не испытывает трения о воздух.

Такое решение также позволяет сократить потребность в техобслуживании, так как механическая часть устройства герметично изолирована от окружающей среды, и смазка не окисляется. На бетонный маховик предоставляется 30-летняя гарантия, расчетный срок службы инвертора 15 лет.

Помимо цены, важным преимуществом накопителя от Energiestro является его экологичность. Количество парниковых газов, образующихся за весь жизненный цикл разработки, составляет 10 г/кВтч, в то время как для литий-ионных батарей и стальных маховиков характерно значение около 40 г/кВтч.

В настоящее время стартап предлагает одну модель с выходной мощностью 10 кВт и емкостью 10 кВтч. Она весит 3 т, диаметр бетонного цилиндра 1 м. В дальнейшем компания планирует выпустить аккумуляторы на 20 и 50 кВтч.

Изначально разработка будет предлагаться на заморских территориях Франции и в Африке. Жаннесо подчеркивает, что в жарких и влажных регионах механические аккумуляторы надежнее литий-ионных.

Первые маховики Energiestro установит в Гайане в рамках совместного демонстрационного проекта с компанией Voltalia, и на солнечной электростанции Thmis на юге Франции в партнерстве с Engie.

Источник: energiestro.net

Подробнее..
Категории: Технологии

Ховерборд-мультикоптер Omni пойдет в серию

26.06.2021 08:23:24 | Автор: admin

Канадец Александр Дуру еще в 2015 году впервые поднялся в воздух на ховерборде собственной конструкции и добился дальности полета 275,9 м, которую зафиксировали в Книге рекордов Гиннесса. Сейчас изобретатель работает над коммерциализацией своей идеи, параллельно демонстрируя возможности проекта на различных шоу.

Ховерборд Александра Дуру максимально прост. Современная модель практически не отличается от первого варианта, созданного 6 лет назад. В перечень основных компонентов входят только рама, аккумулятор, пара креплений от сноуборда и 8 несущих винтов с электроприводом. Ручка управления скоростью вращения роторов до сих пор самодельная, изготовленная из обычных бокорезов, которые используют электромонтажники.

В отличие от большинства мультикоптеров, в том числе компактных, ховерборд не оснащен полетным контроллером или системой автоматической стабилизации. Управляющая электроника в разработке Дуру представлена только платой Arduino, считывающей сигналы от датчика положения ручки газа и преобразует в команды для электромоторов.

Как объясняет Александра Дуру, уровень тяги это единственный параметр ховерборда, который нужно регулировать. Балансируется такой летательный аппарат в воздухе исключительно за счет усилий пилота, поддерживающего равновесие с помощью собственного вестибулярного аппарата.

Наш мозг может научиться многому, и он освоит это, как любой другой навык. Это даже не так сложно, рассказал Дуру в своем недавнем интервью порталу DroneDJ.

Действительно, благодаря большой ширине ховерборд-мультикоптер должен быть устойчивее чем, например, реактивная доска Flyboard Air француза Фрэнки Запаты, позволившая ему добиться рекордной дальности полета 2252,4 м.

Но хотя электрический ховерборд, может оставаться в воздух намного меньше времени, чем Flyboard Air, он значительно тише и не сжигает керосин. Кроме того, мультикоптер надежнее и дешевле в производстве. Последнее особенно важно с учетом того, что Александр Дуру хочет наладить серийный выпуск своего изобретения. С этой целью канадец еще 6 лет назад основал компанию Omni Hoverboards.

Наибольшие трудности на пути реализации его идеи вызывают вопросы обеспечения безопасности полетов и их сертификация. Тем не менее, Дуру твердо намерен сделать ховерборд-мультикоптер коммерческим продуктом, и готов даже сменить место жительства, если в Канаде осуществление проекта окажется невозможным из-за бюрократических сложностей.

Источник: omnihoverboards.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Солнечный конденсатор наоборот добывает воду из воздуха

28.06.2021 22:13:08 | Автор: admin

Инженеры из Швейцарской высшей технической школы Цюриха разработали оригинальное устройство для получения чистой воды из содержащейся в воздухе влаги. Оно не требует внешнего питания и работает круглосуточно, поэтому хорошо подходит для местностей, где нет стабильного энергоснабжения.

Принцип работы установки заключается в охлаждении поверхности с целью конденсации на ней воды. Поэтому в каком-то смысле новая разработка является противоположностью большинству систем для получения питьевой влаги, так как они предполагают необходимость нагрева, способствующего испарению.

В разработке швейцарских инженеров охлаждение достигается за счет отражения солнечного и теплового излучений. На выполнение этой задачи ориентированы все внешние компоненты устройства. В том числе наиболее характерная деталь большой радиационный экран в виде перевернутого усеченного конуса.

В его центре расположена встроенная в верхнюю поверхность основного корпуса стеклянная панель с покрытием из серебра и специального полимера. Она не только эффективно отражает солнечный свет и тепло, но и активно излучает поглощенную энергию в особом инфракрасном диапазоне, волны которого свободно проходят через атмосферу в космическое пространство.

Благодаря такой конструкции нижняя сторона панели может быть на 15 C холоднее, чем окружающий воздух. Это создает идеальные условия для конденсации. Поверхность, на которой собирается влага, покрыта водоотталкивающим материалом. Поэтому конденсат сразу образует капли, которые падают в контейнер, установленный на дне корпуса.

Экспериментальная установка с рабочей поверхностью шириной 10 см позволила получить 4,6 мл воды в день, что соответствует производительности 1,3 литра с 1 квадратного метра за сутки. Хотя это и не рекордное значение, подобный результат демонстрируют многие другие системы для сбора влаги из воздуха, в том числе нуждающиеся в источнике питания.

В ближайшее время исследователи намерены изучить, как лучше увеличить разработанную конструкцию до размера, пригодного для практического использования.

Источник: ethz.ch

Подробнее..
Категории: Технологии

Солнечный кондиционер дополнили ледяным накопителем энергии

29.06.2021 08:12:39 | Автор: admin

Китайский ученые из Университета Цзясин и Юньнаньского педагогического университета разработали систему кондиционирования воздуха, которая получает электричество от солнечных батарей и запасает его в виде льда. Причем для сохранения энергии используется обычное холодильное оборудование и теплоизолированный резервуар.

Новизна этой работы заключается в том, что предлагается солнечная система охлаждения работает непосредственно от фотоэлектрических панелей, а вместо аккумуляторной батареи используется дешевый лед, сказал соавтор исследования Гуолян Ли. Для экспериментального определения рабочих показателей охлаждения при различных уровнях солнечного излучения были построены и испытаны на открытом воздухе солнечные кондиционеры, отличающиеся размерами фотомодулей, с MPPT-контроллером и без него, а также с компрессорами разных типов.

Возможность использования ледяного накопителя энергии в составе системы кондиционирования в качестве замены обычному аккумулятору ученые доказали еще в своей прошлой работе. Тогда была создана установка, обладавшая средней энергоэффективностью 7,65%.

Новая конфигурация включает 1216 фотомодулей мощностью по 190 Вт, установленных под углом 30, систему управления на основе инвертора и MPPT-контроллера, а также ледогенератор, оснащенный компрессором с переменной скоростью вращения и объединенный с резервуаром для хранения льда.

Как заявляют ученые, такая система показала хорошую производительность изготовления льда, надежность и значительное увеличение доступной энергии, генерируемой фотоэлементами. В ходе исследования было установлено, использование MPPT-контроллера позволяет на 81,7% повысить эффективность электроснабжения ледогенератора. Кроме того, исследователи отмечают, что компрессор с переменной скоростью вращения лучше, чем обычный, подходит для такой установки.

Максимальный КПД новой системы кондиционирования составил 28,9%, когда интенсивность солнечного излучения равнялась 18,2 МДж/м2. Исследователи видят перспективу применения установок, объединяющих фотоэлектрические панели и ледогенератор, прежде всего в жарких регионах, испытывающих проблемы с электроснабжением.

Источник: sciencedirect.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Японский термоэлектрический генератор использует для получения энергии тепло солнца и холод космоса

03.07.2021 10:18:46 | Автор: admin

Инженеры из японского Национального института материаловедения создали термоэлектрогенератор нового типа. Общий принцип работы таких устройств заключается в создании тока при самопроизвольном перемещении электронов из более горячей области в относительно холодную.

В разработке японских ученых электричество вырабатывается за счет солнечной энергии с помощью спинового эффекта Зеебека. Он подразумевает использование магнитного проводника, в котором при разнице температур возникают потоки электронов с одинаковым спином.

Новое устройство состоит из четырех слоев. Два верхних прозрачны. Солнечный свет свободно проходит через них к нижним слоям, которые его поглощают. В результате этого верхний слой остается холодным, лежащий снизу нагревается, а два средних элемента термоэлектрогенератора вырабатывают электричество за счет суммарного температурного градиента.

Основная проблема термоэлектрических генераторов заключается в том, что их холодная часть не может достаточно быстро отдавать тепло, из-за чего разница температур и вместе с ней эффективность устройства снижаются.

В японской разработке этот недостаток устранен за счет особого материала самого верхнего слоя парамагнетика из гадолиний-галлиевого граната, синтетического камня. Он испускает инфракрасное излучение, которое, не задерживаясь в атмосфере, проникает прямо в космическое пространство.

Второй слой представлен ферромагнитным материалом из железо-иттриевого граната. Он генерирует спиновый ток благодаря воздействию градиента температуры. Третий слой парамагнетик из платины, преобразующий поток электронных спинов в напряжение. Последний слой покрыт краской, обладающей свойствами абсолютно черного тела, и поэтому максимально эффективно поглощает свет и удерживает тепло.

По словам ученых, лучше всего термоэлектрогенератор работает в ясные погоду, когда солнце сильно нагревает его, а облака не мешают инфракрасным волнам уходить в космос. Но даже после заката устройство вырабатывает электроэнергию, так как тепло в нижних слоях сохраняется некоторое время.

Впрочем, инженеры признают, что производительность существующей версии генератора низкая, поэтому они планируют усовершенствовать конструкцию и подобрать более оптимальные материалы.

Источник: asiaresearchnews.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Ультратонкие литиевые электроды наделяют аккумуляторы рекордными показателями

05.07.2021 10:17:30 | Автор: admin

Одна из перспективных технологий батарей, позволяющая добиться высокой плотности энергии, предполагает использование в аноде вместо графита чистого металлического лития. Значительного прогресса в этом направлении достигли американские исследователи из Тихоокеанской Северо-Западной национальной лаборатории. Их новая разработка источник питания с литий-металлический анодом оригинальной конструкции выдерживает рекордное число циклов перезарядки.

Предыдущие образцы аккумуляторов, изготавливаемых по аналогичной технологии, не могли похвастаться долговечностью. Одна из причин их быстрого выхода из строя сложные реакции, протекающие около анода и негативно влияющие на промежуточную фазу твердого электролита. Эта тонкая пленка, образующаяся на границе между отрицательным электродом и электролитом, имеет определяющее значение в процессе перемещения молекул между компонентами химического элемента.

Ранее проблему пытались решить, путем увеличения количества лития в аноде. А американские исследователи применили противоположный подход. Они взяли в качестве основы для электрода полоски лития шириной 20 мкм, что 35 раз меньше, чем толщина человеческого волоса. Используя такой анод, ученые собрали аккумулятор, обладающий плотностью энергии 350 Втч/кг. Для сравнения, у лучших из выпускающихся сейчас литий-ионных батарей этот показатель не превышает 300 Втч/кг.

Новый элемент питания сохраняет емкость на уровне 76% от первоначальной после 600 перезарядок. Это выдающийся результат, с учетом того, что аккумулятор с литий-металлическим анодом, созданный теми же учеными 4 года назад, выдерживал только 50 циклов, а разработанный в позапрошлом году 200.

Достигнутый успех исследователи объясняют тем, что анод из тонких полосок лучше взаимодействует с электролитом, не допуская подавления важных электрохимических реакций.

Продолжить совершенствование технологии ученые намерены в составе консорциума нескольких институтов Battery500. Его главная цель создание аккумулятора с плотностью энергии 500 Втч/кг.

Как отмечает соавтор исследования Стэнли Уиттингем, консорциум добился большого прогресса, но нужно сделать еще многое. В частности, остаются актуальными вопросы безопасности литий-металлических батарей. В настоящее время команда Battery500 уже работает над решением связанных с этим проблем.

Источник: pnnl.gov

Подробнее..
Категории: Технологии

Vivo дополнит свои смартфоны мини-квадрокоптером

07.07.2021 10:20:24 | Автор: admin

Принадлежащий группе компаний BBK Electronics бренд Vivo оформил патентную заявку на смартфон, в котором сделан слот для миниатюрного дрона. В фирмы говорится, что она первая среди производителей электроники намерена разместить летальный аппарат для видеосъемки внутри телефона.

Как сообщает портал Lets Go Digital, заявка на получения патента была подана в международное патентное ведомство ВОИС еще в декабре прошлого года, однако информация об этом опубликована только сейчас.

Прячущийся в смартфон мини-дрон предполагается оснастить четырьмя расположенными в замкнутом контуре пропеллерами, собственным аккумулятором, тремя инфракрасными датчиками приближения и двумя видеокамерами.

Один объектив располагается с торца, а второй направлен вверх. То есть устройство позволит снимать происходящее одновременно с двух ракурсов. Кроме того, предусмотрена возможность дополнить квадрокоптер еще парой камер.

Инфракрасные датчики позволяют беспилотнику отслеживать расстояние до окружающих объектов и таким образом избегать столкновений. В убранном состоянии дрон полностью задвигается в корпус смартфона. На кронштейне квадрокоптера размещен сканер отпечатков пальцев, видимо, для разблокировки устройства.

Летающая камера Vivo предназначена для статичной съемки с воздуха, причем ее позицией можно будет управлять непосредственно во время записи видео. Вероятно, для этого применят распознавание жестов, в патенте подробности о способах взаимодействия с дроном не уточняются.

Источник: slashgear.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Tesvolt инвестировал в беспроводные суперчарджеры для зарядки электромобилей

10.07.2021 10:19:23 | Автор: admin

Немецкий производитель промышленных накопителей энергии Tesvolt, который недавно провел конкурс InnoInstall Award, приобрел значительную миноритарную долю акций компании Stercom Power Solutions. Эта фирма занимается разработкой технологий беспроводной зарядки для транспорта и намерена в ближайшем будущем выпустить систему на 44 кВт.

В новом пресс-релизе Tesvolt утверждает, что индуктивная передача энергии это будущее зарядки электрических легковых машин, грузовиков и автобусов, хотя пока самые лучшие беспроводные устройства, выпускаемые серийно, обладают мощностью только 3,2 кВт. Впрочем, американский стартап Momentum Dynamics еще в 2018 году начал эксплуатацию 200-киловаттных зарядок для автобусов.

Соучредитель и коммерческий директор Tesvolt Даниэль Ханнеманн рассказал, что технология Stercom, обеспечивает индуктивную зарядку с эффективностью 95% и позволяет передавать электроэнергию на расстояние 20 см. Последнее, по словам Ханнеманна, не удалось достичь ни одному другому поставщику из присутствующих на рынке.

Главный технический директора и второй основатель Tesvolt Саймона Шандерт отмечает, что беспроводные зарядные устройства мощностью до 200 кВт станут доступными в среднесрочной перспективе.

В сообщении компании говорится, что Audi и BMW уже устанавливают индуктивные зарядные приемные катушки в свои модели и что в Италии, Франции и Швеции действуют в рамках пилотных проектов участки дорог, в которые встроены катушки индуктивности для передачи энергии электромобилям. Как заявляет Tesvolt, BMW предсказала, что в ближайшем десятилетии появятся парковки, оснащенные беспроводными зарядными устройствами по всей площади.

Индукционная зарядка, позволяющая электромобилям пополнять свои запасы энергии в том числе во время движения, даст возможность без ущерба эксплуатационным характеристикам применять батареи, вдвое меньшие по размеру и массе, чем используемые сейчас. В то же время беспроводная технология предъявляет высокие требования к надежности аккумуляторов.

Основатель и генеральный директор Stercom Power Solutions Роберта Стерфа поясняет, что особенно хорошо для использования совместно с зарядкой по воздуху подходят твердотельные аккумуляторы, которые сейчас активно разрабатываются в Германии. По его словам, Stercom уже предоставила свою технологию автопроизводителям по всему миру и в настоящее время она тестируется на электромобилях.

Источник: tesvolt.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Экологически чистую искусственную кожу научились производить из грибницы

11.07.2021 18:12:44 | Автор: admin

Ученые из Финского центра технических исследований VTT разработали заменитель натуральной кожи на основе мицелия тела грибов, также известного как грибница. Эта технология позволяет изготавливать сплошные листы материала в промышленных масштабах.

Получение обычной кожи неэкологично, так как предполагает массовое животноводство. Оно требует больших затрат ресурсов и неразрывно связано с выбросами парниковых газов. Кроме того, при обработке натурального материала используются токсичные химикаты. Искусственная веганская кожа хотя и позволяет устранить проблемы, присущие продуктам животного происхождения, но также предполагает использования при производстве вредных веществ и при этом долго разлагается в естественных условиях.

Разработка исследователей VTT предполагает полное отсутствие подобных негативных сторон. В основе процесса изготовления лежит выращивание нитей мицелия грибов. Биомасса из грибницы и раньше использовалась при производстве текстиля, однако финские ученые первыми сделали из нее продукт, напоминающий по виду и свойствам натуральную кожу.

Материал выглядит и ощущается как кожа животного и может быть таким же прочным, рассказывает старший научный сотрудник VTT Геза Сзилвей. Он также подходит для окрашивания и отделки тиснением и не содержит каких-либо подкладочных или несущих дополнительных материалов.

Исследователи впервые представили технологию 2 года назад. Но тогда процесс получения кожзаменителя был непригоден для промышленного производства, так как предполагал культивирование мицелия, образующего только тонкие плоские структуры.

Теперь ученые придумали и запатентовали новый способ изготовления искусственной кожи, подразумевающий выращивание грибницы в обычных биореакторах. Этот метод позволяет создавать сплошные листы материала со скоростью 1 погонный метр в минуту.

По словам разработчиков, производственный процесс можно адаптировать для выпуска кожзаменителя в рулонах в промышленных объемах. В настоящее время исследователи рассматривают возможность применения кожи из мицелия для изготовления обуви, одежды и аксессуаров.

Источник: vttresearch.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Новый хладагент для кондиционеров на 50 повышает запас хода электромобилей

15.07.2021 10:15:25 | Автор: admin

Во время мороза или жары значительное количество энергии аккумулятора электромобиля тратится на поддержание комфортных условий в салоне. Поэтому оптимизация работы климатической установки может существенно повлиять на величину пробега без подзарядки.

Многообещающее решение в этой области предложила японская копания Daikin Industries, мировой лидер в сфере производства систем кондиционирования. Она заявляет, что разработала хладагент, применение которого позволит до 1,5 раз увеличить дальность хода электрического транспорта. Предполагается, что продажи продукта начнутся в 2025 году.

По сообщению Nikkei Asia, новый холодильный агент Daikin имеет температуру кипения около 40 C, что на 1015 C ниже, чем у веществ, используемых в автокондиционерах сейчас. Благодаря этому для достижения необходимой эффективности системы требуется меньше сжимать хладагент, что позволяет снизить затраты энергии на работу компрессора.

Как утверждает Daikin Industries, в городских условиях электромобиль со стандартным запасом хода 200 км сможет преодолеть без подзарядки дополнительные 100 км, если его кондиционер будет заправлен веществом нового типа. Компания также говорит, что определит стоимость инновационного теплоносителя с учетом рыночных цен.

В настоящее время наиболее часто в климатических системах электромобилей используется совместная разработка американских Honeywell и Chemours. В количестве, необходимом для заправки одной машины, этот хладагент стоит примерно 270 долларов. Даже если Daikin Industries станет продавать свой продукт вдвое дороже, это окажется выгодным предложением для автопроизводителей, так как увеличение пробега другими способами, например, путем повышения емкости аккумулятора, гораздо затратнее.

Японская компания уже завершила работу над созданием нового хладагента. В ближайшее время его эффективность и безопасность проверит международная профессиональная ассоциация SAE International, выросшая из американского Общества автомобильных инженеров.

Пока Daikin Industries не предлагает продуктов для транспортных средств, несмотря на то, что является крупнейшим производителем бытовых и промышленных кондиционеров, а также холодильных агентов для них. Очевидно, ситуация изменится через 4 года, когда новая разработка компании выйдет на рынок. К тому времени, по оценкам IHS Markit, годовой объем выпуска электромобилей в мире достигнет 11,84 млн, в 5,3 раза превысив показатель прошлого года.

Источник: asia.nikkei.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Ubtech Robotics показала нового гуманоидного робота-помощника (видео)

15.07.2021 10:15:25 | Автор: admin

На Всемирной конференции по искусственному интеллекту, прошедшей на прошлой неделе в Шанхае, китайский разработчик андроидов и искусственного интеллекта Ubtech Robotics, известный своими танцующими моделями, представил последнюю версию двуногого Walker X. Он способен уверенно ходить, избегая препятствия, точно перемещать предметы, а также гибко и непринужденно взаимодействовать с людьми в повседневной жизни.

От предыдущей модели новый робот-гуманоид отличается сниженным весом и улучшенной энергоэффективностью. В движение устройство приводится 41 серводвигателем, которые отличаются высоким крутящим моментом. Наделенные подвижными пальцами руки позволяют ему переносить вещи массой до 2,7 кг и выполнять задачи, требующие мелкой моторики. Например, Walker X умеет делать массаж, откручивать крышку обычной бутылки и играть в китайские шахматы.

Для взаимодействия с людьми андроид использует системы распознавания и синтеза речи. На большом дисплее, имитирующем глаза, выражаются до 28 типов эмоций. А также предусмотрены встроенные в тело робота дополнительные световые индикаторы.

Благодаря использованию метода SLAM, подразумевающего распознавание пространства при одновременном контроле местоположения, и наличию камер глубины андроид может перемещаться как в знакомых, так и в новых местах, не сталкиваясь с людьми и предметами. Датчики, по которым он ориентируется, встроены в области живота, груди и в верхней части головы.

Максимальная скорость движения 3 км/ч. Робот рассчитан на ходьбу по различным покрытиям, включая ковры, траву, гравий, а также по наклонным поверхностям и по лестницам. Высокая устойчивость робота-гуманоида обеспечивается системой динамической балансировки. С ее помощью Walker X не теряет равновесия даже при довольно сильных ударах, в том числе когда стоит только на одной ноге. Размеры и вес робота не названы, но, судя по видео, его высота не превышает 150 см.

Читайте также: Hyundai купила Boston Dynamics, будет развивать робототехнику и передовые средства мобильности

Источник: inceptivemind.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Запущен в эксплуатацию первый в мире 3D-печатный стальной мост

19.07.2021 08:14:12 | Автор: admin

Компания MX3D реализовала свой амбициозный план по установке металлического пешеходного моста, произведенного путем 3D-печати, через канал в Амстердаме. Официальное открытие объекта состоялось при личном участии королевы Нидерландов.

Дизайн проекта был создан студией Joris Laarman Lab, инженерную разработку выполнила Arup совместно с ABB, Lenovo, Air Liquide, ArcelorMittal, Autodesk и AMS Institute. Изначально предполагалось построить мост в месте его постоянного расположения, однако из-за сложностей с обеспечением безопасности и других затруднений его изготовили на заводе.

Процесс 3D-печати длился 6 месяцев и был завершен еще в 2018 году. Но из-за непредвиденных задержек, вызванных в том числе ремонтом стенок канала, только недавно конструкцию доставили по воде, и установили при помощи крана. Согласно разрешительным документам, мост может эксплуатироваться в течение как минимум 2 лет.

Разработка MX3D выполнена из нержавеющей стали, имеет длину 12,2 м, ширину 6,3 м и весит 6 т. Для 3D-печати использовались 4 робота, сваривающие слои раскаленного металла в газовой среде с помощью обычной проволоки для сварки.

По сути, наша система для 3D-печати металлом М1 это стандартный сварочный робот, дополненный особым набором датчиков рассказал генеральный директор компании Гийс ван дер Фельден. Мы разработали CAM-систему и программные средства управления обработкой данных, которые позволяют организовать процесс сварки таким образом, чтобы он стал пригодным для послойного наплавления, а не для простого соединения двух металлических частей.

Гийс ван дер Фельден отмечает, что использование хорошо изученной стандартной технологии сварки и применение обычных материалов дает возможность создавать продукты высокого качества и облегчает внедрение 3D-печати таким способом на существующих промышленных предприятиях.

В конструкцию MX3D встроено множество датчиков, измеряющих влияющие на прочность параметры, в том числе нагрузку, деформацию, угловые и линейные смещения, вибрацию. Кроме того, сенсоры собирают информацию о факторах окружающей среды, таких как температура и качество окружающего воздуха, и о движении по мосту.

Получаемые сведения применяются к точной компьютерной модели разработки, при помощи которой инженеры оценивают состояние физической структуры в режиме реального времени. А показания датчиков будут использованы, чтобы научить мост автоматически распознавать количество и скорость проходящих по нему людей.

Источник: mx3d.com

Подробнее..
Категории: Технологии

В Китае создают первый в мире ториевый ядерный ректор

25.07.2021 10:19:11 | Автор: admin

По сообщениям китайских СМИ, в ближайшие месяцы в стране запустят ядерный реактор на расплавах солей с торием. В дальнейшем планируется построить еще несколько аналогичных, но более крупных установок.

Такие жидкосолевые реакторы (ЖСР) рассматриваются как безопасная альтернатива привычным АЭС, предполагающая использование вместо высокотоксичных урана и плутония слаборадиоактивного и более распространенного тория.

Причем если в обычных ядерных реакторах топливо находится в герметичных тепловыделяющих элементах-трубках, в ЖСР торий находится в расплаве соли, выполняющем роль охлаждающей жидкости, который циркулирует по установке. Дополнительный теплоноситель, например, вода не требуется. В случае аварии активное вещество затвердевает, реагируя с воздухом, что минимизирует вероятность серьезного загрязнения окружающей среды.

Несмотря на преимущества технологии, ее развитие идет медленно. Идея реактора на расплавах солей появилась еще в 1940-х годах, однако до сих пор было создано всего несколько экспериментальных устройств. Одно из последних исследований, посвященных ЖСР, было запущено голландской Группой ядерных исследований и консультирования 4 года назад.

Одной из основных проблем жидкосолевых реакторов является высока агрессивность соли, приводящая к быстрому коррозионному разрушению компонентов устройства. Второе затруднение связано с тем, что из-за слабой радиоактивности торий не способен самопроизвольно выделять частицы в достаточном для старта цепной реакции количестве. Поэтому обычно для запуска системы в расплав добавляют уран или другой схожий материал, что снижает ее безопасность.

Вероятно, способы преодоления этих и не только препятствий найдены китайскими учеными. Они ведут исследования уже 10 лет, с тех пор как в 2011 году правительство страны поручило им разработать ЖСР и одобрило его создание в городе Увэй провинции Ганьсу. Теперь 2-мегаваттная установка, призванная стать первым в мире действующим реактором на расплавах солей, почти готова. Ожидается, что строительство завершится через месяц, после чего, возможно, уже в сентябре начнутся испытания.

На основе этого устройства ученые собираются создать жидкосолевые реакторы мощностью до 100 мВт, каждый из которых будет способен обеспечивать электроэнергией поселение на 100 тыс. человек. Первую установку промышленного назначения предполагается запустить в 2030 году.

Источник: sg.news.yahoo.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Новый состав сделал аккумулятор на расплавах солей эффективнее и дешевле

29.07.2021 08:18:05 | Автор: admin

Ученые из Национальных лабораторий Сандия Министерства энергетики США разработали батарею на расплавах солей, которая лишена ряда характерных для этого типа устройств недостатков и превосходит существующие аналоги по дешевизне и плотности энергии.

Аккумуляторы на расплавах солей рассматриваются как один из перспективных способов хранения в масштабах городских сетей огромного количества энергии, вырабатываемого солнечными и ветряными электростанциями. Такие батареи дешевле литий-ионных, но предполагают расплавленное состояние электродов, требующее постоянного поддержания высокой температуре.

Доступные сейчас на рынке натриево-серные модели на солевых расплавах обычно работают при 270350 C, что создает сложности при эксплуатации. Именно эту проблему стремились устранить исследователи Национальных лабораторий Сандия. Как отмечает ведущий исследователь проекта Лео Смолл, снижение рабочей температуры позволяет значительно удешевить аккумулятор за счет применения более простых материалов и меньшего количества термоизоляции.

В инновационном элементе питания используется жидкий металлический натрий. Он отделен перегородкой-сепаратором из керамического материала от разработанного исследователями католита смеси йодида натрия и хлорида галлия, находящейся также в жидком состоянии.

Когда аккумулятор отдает заряд, в металлическом натрии образуются электроны и катионы, а в расплаве солей электроны соединяются с атомами йода, превращая их в анионы. Ионы натрия проходят через сепаратор, пропускающий только их, и реагируют с ионами йода, что приводит к образованию йодида натрия.

Благодаря присутствию хлорида галлия смесь солей остается в жидком состоянии при температуре всего 110 C, хотя чистый йодистый натрий плавится при 660 C. Работоспособность батареи была доказана в ходе 8-месячных испытаний, во время которых ее перезаряжали более 40 раз. Кроме того, элемент питания обеспечивает напряжение 3,6 В, что на 40% больше, чем выдают имеющиеся в продаже натриево-серные модели. Еще одно преимущество разработки заключается в ее пожаробезопасности.

Теперь исследователи намерены искать замену дорогому хлориду галлию, чтобы еще больше снизить цену аккумулятора. Они считают, что выпустить в продажу такие батареи получится только через 510 лет, причем такой срок обусловлен прежде всего сложностями процесса коммерциализации, а не техническими проблемами.

Источник: sciencedirect.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Двуногий робот Cassie впервые совершил 5-километровую пробежку

30.07.2021 10:15:08 | Автор: admin

Исследователи из Университета штата Орегон научили бегать созданного ими робота Cassie. Свою новую возможность модель продемонстрировала на маршруте длиной 5 км, проложенном по дорогам студенческого городка. По заявлению разработчиков, это первый случай, когда двуногий робот преодолел такую дистанцию бегом.

Cassie, представленный 4 года назад, является развитием модели Atrias, от которой он отличается усовершенствованной конструкцией ног и герметично закрытой электроникой, позволяющей ему работать на улице, в том числе под дождем и снегом. Cassie, в свою очередь, лег в основу предназначенного для доставки товаров Digit, который намерена выпускать Agililty, дочерняя компания университета.

Главная особенность этих разработок ноги, функционирующие аналогично конечностям птиц, таких как цесарки или страусы. Такая структура обладает развитой пассивной динамикой, благодаря которой координация движений выполняется в основном за счет механических свойств конструкции, без участия программного обеспечения.

Чтобы наделить Cassie возможностью не только уверенно ходить, но и бегать, прыгать и перемещаться по лестницам, исследователи используют глубокое машинное обучение с подкреплением, подразумевающее получение робототехникой новых навыков в процессе взаимодействия с внешней средой.

Cassie не единственный робот, умеющий бегать. Например, Honda ASIMO, созданный еще в 2004 году, способен передвигаться со скоростью до 6 км/ч, а представленный в 2011 году Mabel, самый быстрый двуногий робот с коленями, разгонялся с боковой опорой до 10,9 км/ч. Способен бегать, в том числе по пересеченной местности, и человекоподобный Atlas от Boston Dynamics.

Команда Университета штата Орегон хотела продемонстрировать не само умение бегать, а то, что ее модель благодаря использованию машинного обучения может автономно преодолеть 5-километровую дистанцию на одном заряде аккумулятора бегом, пусть и со скоростью немногим больше 5 км/ч. В целом, со своей задачей Cassie справился, затратив на весь путь 53 минуты и 3 секунды. Правда, не обошлось без инцидентов. Во время забега робот два раза упал: из-за перегрева процессора и из-за попытки излишне быстро пройти поворот.

Cassie очень энергоэффективен за счет своей конструкции, и мы действительно смогли достичь пределов возможностей технического оснащения и показать, на что оно способно, отметил Джереми Дао, аспирант Лаборатории динамической робототехники при Орегонском университете.

Источник: oregonstate.edu

Подробнее..
Категории: Технологии

Железо-воздушные батареи Form Energy в 10 раз дешевле литий-ионных

30.07.2021 10:15:08 | Автор: admin

Американская фирма Form Energy совместно с энергетической компанией Great River Energy запустила в штате Миннесота строительство пилотного хранилища энергии промышленного масштаба на основе железо-воздушных аккумуляторов. Их общей емкости будет достаточно, чтобы непрерывно снабжать сеть электричеством на протяжении 100 часов, то есть более 4 суток.

Затраты на создание такой установки составляют менее 10% от стоимости аналогичного по размеру накопителя из литий-ионных аккумуляторов. Кроме того, для изготовления железо-воздушных батарей требуются намного более доступные материалы.

Дополнительное преимущество железо-воздушных аккумуляторов заключается в том, что входящие в их состав материалы подходят для вторичного использования, в то время как литий-ионные элементы питания требуют сложной и дорогой утилизации. Form Energy считает, что благодаря дешевизне системы цена подаваемой из нее в электросеть энергии может быть конкурентоспособной по отношению к тарифам обычных электростанций.

В железо-воздушных батареях протекает обратимый процесс окисления металла, то есть ржавление. Железо, соединяясь с находящимся в воздухе кислородом, превращается в ржавчину с выделением энергии. Во время зарядки, когда в аккумулятор поступает электроэнергия, образованные окислы восстанавливаются до металлического железа, возвращая кислород.

Компания Form Energy пока не раскрыла информацию о характеристиках своих батарей, однако сообщила, что в них используются самые большие из когда-либо созданных аноды. Площадь каждого из них составляет примерно 1 м2, а весь элемент питания по размеру соответствует стиральной машине. Такие аккумуляторы можно массово объединять в установки, каждые 4 тыс. м2 которых способны в постоянном режиме выдавать мощность 13 МВт.

Разработчик заявляет, что продукт хорошо подходит для объединения с литий-ионными батареями. Скорее всего, последние нужны для быстрой отдачи небольшого объема энергии, например, при резких скачках нагрузки. А железо-воздушные источники питания будут стабильно обеспечивать питание в течение длительных периодов, когда мощностей электростанций не хватает.

Form Energy уже получила более 300 млн долларов США инвестиций на коммерциализацию системы. Помимо прочих, в компанию вложили средства сталелитейный гигант ArcelorMittal, который недавно сообщил о намерении создать зеленое производство, и фонд Breakthrough Energy Ventures, финансируемый в том числе Джеффом Безосом и Биллом Гейтсом.

Источник: formenergy.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Последние комментарии

© 2006-2021, tuvatforum.ru