Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Технологии

Твердотельные аккумуляторы Hitachi Zosen получили рекордную емкость, будут использоваться для космических кораблей

06.03.2021 14:22:48 | Автор: admin

Как сообщает Nikkei Asia, японская компания Hitachi Zosen создала твердотельную батарею с самой высокой в мире емкостью в своем классе 1000 мАч. Новый аккумулятор рассчитан на работу при температуре от 40 до +100 C, что открывает широкие возможности по его использованию на комических аппаратах.

Твердотельные элементы питания безопаснее в эксплуатации, чем наиболее распространенные сейчас аккумуляторы на основе лития, благодаря значительно лучшей устойчивости к возгоранию. Литий-ионные батареи также уступают твердотельным по прочности и удельной энергоемкости.

Твердотельная батарея оптимально подходит для питания в течение длительного времени космических спутников и промышленной техники. Причем применение нового аккумулятора для покорения космоса для Hitachi Zosen является одной из важнейших задач. Компания особо заявила, что намерена предлагать свою технологию представителям аэрокосмической отрасли.

Разработкой уже заинтересовались некоторые организации. Кроме того, Hitachi Zosen заключила с Японским агентством аэрокосмических исследований соглашение о проведении испытаний твердотельных элементов питания в космосе в условиях низких температур.

В компании уверены, что твердотельные батареи найдут применение, помимо прочего, в качестве источника питания для силовой установки космического корабля, в том числе рассчитанного на транспортировку людей. Предполагается, что такой летательный аппарат получит и привычный реактивный ускоритель, и электрический ракетный двигатель. Например, аналогичный используемым сейчас на малых спутниках ионный или разрабатываемый в Принстонской лаборатории физики плазмы магнитный агрегат.

Для взлета с Земли или различных комических тел, когда нужна большая тяга, ракета-носитель будет использовать химический реактивный двигатель. А электрические двигатели, работающие от твердотельного аккумулятора, обеспечат перемещение в открытом космосе, где важна прежде всего большая длительность работы, и не требуется преодолевать притяжение и сопротивление воздуха.

Источник: asia.nikkei.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Новый реактивный электродвигатель Turntide получил 180 млн от Amazon и Билла Гейтса

09.03.2021 14:19:59 | Автор: admin

Предприятие из Кремниевой долины Turntide Technologies заявило о получении инвестиций на сумму 80 миллионов долларов США. Раунд финансирования возглавил основанный Биллом Гейтсом Breakthrough Energy Ventures.

Среди прочих инвесторов фигурируют Amazon Climate Pledge Fund и основанный Робертом Дауни-младшим Footprint Coalition Ventures. Общий капитал Turntide Technologies теперь составляет 180 миллионов долларов.

Райан Моррис, глава Turntide Technologies, подчеркивает, что главная цель его компании и инвесторов применение современных технологий для борьбы с изменением климата.

Основная разработка Turntide Technologies вентильный реактивный электродвигатель (ВРД или SRM) Smart Motor. Это бесколлекторная синхронная машина. Ее ротор из магнитомягкого материала приводится в движение благодаря вращающемуся магнитному полю от обмоток статора, на которые управляемо подаются импульсы напряжения.

Широкому распространению таких моторов препятствует, помимо прочего сложность управления питанием обмоток. Поэтому, например, украинская Murmuration Technology в реактивных электродвигателях для своей линейки электромобилей CoolOn заменила независимые обмотки на недорогие трехфазные блоки.

Новый тип электродвигателя обладает следующими достоинствами:

  • Простая конструкция и высокая ремонтопригодность
  • Отсутствие механического коммутатора
  • Отсутствие постоянных магнитов и малое количество меди
  • Низкая трудоёмкость изготовления
  • Электронное управление электрическими и механическими характеристиками, режимом работы
  • Низкая стоимость электромеханического преобразователя
  • Широкий диапазон частот вращения (от единиц до сотен тысяч об/мин)

Turntide Technologies добилась высокой эффективности ВРД с помощью своей облачной программной платформы, оптимизирующей управление мотором. Разработкой предприятия уже воспользовались Amazon, BMW, консалтинговая компания JLL, американская сеть ресторанов фастфуда Five Guys, сеть супермаркетов Sprouts, поставщик светодиодного освещения Pacific Energy Concepts.

Smart Motor применяется в климатических установках офисных зданий этих организаций, снижая в среднем на 64% затраты электроэнергии на работу электроприводов систем отопления и кондиционирования. Кроме того, Turntide совместно с VES-Artex использовала Smart Motor в системе освещения, вентиляции и кондиционирования в коровниках.

Как заявляет Turntide Technologies, полученные в последнем инвестиционном раунде средства будут направлены на дальнейшее совершенствование и расширение производства Smart Motor и систем на его основе, а также на развитие облачного программного обеспечения для автоматизации зданий Riptide IO, недавно приобретенного компанией.

Источник: turntide.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Зеленый водород израильского стартапа будет стоить 1 за кг в 5 раз дешевле, чем сегодня

11.03.2021 14:20:41 | Автор: admin

Электролиз дешевого чистого водорода

Израильская компания H2Pro получила 22 миллиона долларов США на запуск серийного производства электролизера нового типа. В список инвесторов вошли фонды, финансируемые в том числе Биллом Гейтсом и гонконгским миллиардером Ли Ка-шингом, а также японская торговая компания Sumitomo Corporation и корейский автопроизводитель Hyundai.

Тальмон Марко, генеральный директор H2Pro, известен как сооснователь компаний, разработавших мессенджер Viber, который в 2014 году был продан Rakuten за 900 миллионов долларов, и сервиса заказа такси Juno, приобретенного в 2017 году Gett за 200 миллионов долларов.

Разработанный H2Pro девайс по принципу работы похож на наиболее распространенные сейчас щелочные электролизеры. Но в отличие от устройств традиционной конструкции он работает в два этапа. Во время первого в электролизной установке на катоде выделяется водород. При этом образующийся гидроксид-ион не участвует в образовании кислорода на катоде, а производит химические изменения в его материале, превращая гидроксид никеля в метагидроксид никеля.

Получение зеленого водорода

На втором этапе прекращается подача электричества в электролизер, а его емкость заполняется водой с температурой 95C. При этом метагидроксид никеля в катоде преобразуется обратно в гидроксид с выделением кислорода. Таким образом, для образования кислорода используется тепловая, а не электрическая энергия. Благодаря этому разработка H2Pro более энергоэффективная, чем обычные электролизеры.

По словам представителей H2Pro, с помощью новой технологии она сможет уже во второй половине текущего десятилетия тратить на производство каждого килограмма экологически чистого водорода всего 1 доллар. Ранее считалось, что такое снижение стоимости будет достигнуто не ранее 2050 года, а к 2030 году минимальная цена на водород составит не менее 2,2 доллара за килограмм. Для сравнения, в 2019 году килограмм экологичного водорода стоил от 2,5 до 6,8 долларов.

Сейчас H2Pro располагает только лабораторным электролизером, который производит 100 грамм водорода в день. В ближайшее время предполагается создать прототип, способный вырабатывать 1 килограмм водородного топлива в сутки.

По словам Тальмона Марко, свой первый завод, который сможет выпускать электролизеры с суммарной мощностью в сотни мегаватт, H2Pro планирует запустить в Израиле в 2023 году. Аналогичные предприятия могут быть созданы и в других странах.

Источник: h2pro.co

Подробнее..
Категории: Технологии

Беспроводную зарядку мощностью свыше 5 кВт обеспечит новая индукционная катушка

14.03.2021 14:21:49 | Автор: admin

Инновационная индукционная катушка на сверхпроводниках

Существующие системы беспроводной зарядки, способные обеспечить мощность более киловатта, тяжелые и громоздкие, так как в их основе лежат медные катушки. Альтернативное решение предложила команда физиков из Мюнхенского технического университета, возглавляемая Кристофом Утшиком и профессором Рудольфом Гроссом.

Совместно с производителем электротехнических компонентов Wrth Elektronik eiSos и специализирующейся на сверхпроводящих покрытиях компанией Theva Dnnschichttechnik, ученые разработали компактную катушку из сверхпроводника. Она способна бесконтактно передавать электрический заряд с мощностью более 5 кВт без значительных потерь.

Чтобы добиться этого исследователям пришлось решить непростую задачу по устранению характерных для сверхпроводников потерь мощности, возникающих при прохождении по таким проводам переменного электрического тока. Эти потери растут по мере увеличения характеристик тока и приводят к нагреву проводников, из-за которого они теряют сверхпроводимость.

Ученые решили проблему путем установки прокладок между отдельными витками обмотки катушки. Этот прием значительно снижает потери переменного тока в катушке, подчеркнул глава исследования Кристоф Утшик. В результате возможна передача энергии при мощности порядка нескольких киловатт.

При разработке конструкции катушки ученые использовали аналитическое и численное моделирование. С его помощью они подобрали расстояние между витками, которое позволило добиться большей удельной мощности, чем достигается в серийно выпускаемых аналогичных устройствах.

Основной принцип создания сверхпроводящих катушек заключается в том, чтобы достичь одновременно и самого меньшего из возможных сопротивления при переменном токе, и минимально допустимого размера обмотки и, таким образом, компенсировать сниженную геометрическую связь, объясни Утшик.

Как выяснили ученые, оптимальное расстояние между витками равно примерно половине ширины используемого в катушке плоского провода. Большие промежутки вынуждают увеличить общие размеры катушки, а меньшие повышают опасность потери свойства сверхпроводимости во время работы устройства.

В ближайшее время исследователи намерены работать над дальнейшим увеличением мощности своего изобретения. Кроме того, им предстоит решить вопрос с охлаждением катушки до низкой температуры, необходимой для достижения сверхпроводимости, так как подходящего для применения в таких устройствах криостата пока не существует.

Источник: ph.tum.de

Подробнее..
Категории: Технологии

3D-принтер с роборуками Plybot - простой, тихий, умный и дешевый

14.03.2021 14:21:49 | Автор: admin

Дешевый домашинй 3d принтер

У большинства настольных 3D-принтеров для печати пластиком печатающая головка перемещается над столом на рамной конструкции по вертикальным и горизонтальным направляющим. Британский инженер Джош Митчелл решил кардинально изменить подход к позиционированию экструдера и разработал 3D-принтер Plybot.

Общий принцип работы Plybot такой же, как у стандартных 3D-принтеров для печати методом послойного наплавления. Расходный материал представляет собой пластиковую нить, смотанную в катушку. Во время печати полимер подается в печатающую головку, где он расплавляется и выдавливается наружу для формирования объекта.

Домашинй 3д принтер цена

Главная особенность Plybot заключается в том, что ее печатающая головка удерживается и передвигается двумя роботизированными руками. Эта система из нескольких рычагов, соединенных шарнирами, обеспечивает позиционирование экструдера в горизонтальной плоскости. По вертикали вся конструкция перемещается по трем направляющим, установленным сбоку от стола.

Plybot сейчас подготавливается к запуску в серийное производство калифорнийской компанией Hangar 75. По заявлению разработчиков, новая конструкция 3D-принтера позволяет снизить его шумность, делает устройство компактнее и обеспечивает возможность печати по всей площади стола. Кроме того, механическая часть Plybot устроена проще, чем у 3D-принтеров традиционной конструкции, следовательно, он может быть дешевле аналогов.

Лучший бюджетный принтер для 3д печати

В оснащение Plybot входят система автоматического выравнивания стола, вентилятор обдува детали, и датчики, с помощью которых контролируется скорость подачи нити. Утверждается, что 3D-принтер совместим с разными типами пластика.

Файлы с моделями для печати в устройство можно загружать по Wi-Fi, через USB-порт или с SD-карты. Специальное мобильное приложение, доступное для девайсов как на Android, так и на iOS, позволяют дистанционно управлять прибором, в том числе запуская создание предварительно запрограммированных объектов.

Plybot способен печатать объекты длиной до 178 мм, шириной до 152 мм, высотой до 127 мм. Разрешение 3D-принтера изменяется в пределах от 0,05 до 0,3 мм. В зависимости от своих целей пользователи могут выбрать одну из трех скоростей нанесения материала: для черновой, обычной и чистовой печати.

Сбор предзаказов на Plybot запущен на сервисе Indiegogo. Чтобы зарезервировать 3D-принтер нужно внести как минимум 339 долларов. Как предполагается, после запуска модели в серийное производство она будет стоить 399 долларов. Заявленная дата начала поставок сентябрь 2021 года.

Источник: indiegogo.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Одежда для генерации электроэнергии будет создаваться с помощью целлюлозных токопроводящих нитей

15.03.2021 20:14:22 | Автор: admin

Энергогенерирующая ткань

Инженеры из Чалмерского технологического университета Швейцарии создали из токопроводящей целлюлозы нити. Их можно использовать для изготовления одежды, генерирующей электричество. Ранее исследователи разработали аналогичные волокна из шелка, а теперь сосредоточили свое внимание на целлюлозе, которая, по мнению ученых, обладает большим потенциалом.

Получение токопроводящей ткани предполагает окрашивание обычных целлюлозных нитей. В основе используемых чернил лежит биосовместимый полимерный материал PEDOT:PSS, обладающий электропроводностью.

По заявлению разработчиков, нанесение этого полимера по рулонной технологии позволяет добиться рекордно высокой для целлюлозной нити электропроводности. Дополнительно повысить способность нитей проводить ток можно путем добавления в них серебряных нанопроволок.

Эта целлюлозная нить может позволить создать одежду, в которую встроены электронные интеллектуальные устройства, изготовленную из нетоксичных, получаемых из возобновляемых источников, натуральных материалов, говорит один из исследователей Созан Дараби.

Полученную таким образом нить можно вшивать в любой текстиль обычными способами, в том числе с помощью бытовой швейной машинки. Это позволяет создавать, например, термоэлектрическую, то есть вырабатывающую электроэнергию при контакте с теплом, ткань. По расчетам исследователей, при разнице температуры с разных сторон ткани 37 C материал будет выдавать мощность 0,2 микроватта.

Как считают ученые, особенно интересен электрогенерирующий материал будет в области медицины. Например, его можно будет использовать для создания ткани с датчиками, позволяющими контролировать различные физиологические показатели.

Благодаря применению целлюлозы электропроводящая ткань получается пригодной к переработке и экологичной. Правда, пока экспериментальные образцы нитей выдерживают только пять стирок без снижения электропроводности.

Целлюлоза это фантастический материал, который можно рационально с точки зрения экологии получать и обрабатывать, и мы увидим, что она все больше будет применяться в будущем, заявляет Кристиан Мюллер, руководящий исследованием. А когда изделия изготавливаются из одного сырья или из минимального количества исходных материалов, процесс их вторичной переработки становится намного проще и эффективнее. Это еще одна причина, по которой целлюлозные нити очень перспективны для разработки электронного текстиля.

Источник: news.cision.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Аккумуляторы от старых Nissan Leaf используют повторно в производстве новых электромобилей

15.03.2021 20:14:22 | Автор: admin

Повторное использование батарей Ниссан Лиф

Nissan Leaf первого поколения выпускался с 2010 по 2017 год. За это время произведено более 250 тысяч автомобилей. Теперь они уступают место более современным моделям. А аккумуляторы отслуживших свое первых электрохэтчбеков помогают при сборке новых Leaf.

Nissan устанавливает батареи от старых электромобилей в автоматически управляемые тележки. Эти роботизированные устройства используются на заводе компании в Оппаме для доставки компонентов в цехи. Тележки передвигаются по предварительно заданным маршрутам, ориентируясь на проложенные по полу магнитные дорожки.

На фабрике Nissan в Оппаме работает около 700 автоматически управляемых тележек, а их общее количество на всех заводах автоконцерна достигает 4 тысяч единиц. Изначально в этих роботизированных транспортных средствах использовались свинцово-кислотные батареи, которые приходилось заменять каждый год.

Как заявляет Nissan, еще восемь лет назад инженеры компании приспособили для установки на тележки аккумуляторные модули от батарей емкостью 24 кВтч, которыми оснащался Leaf первого поколения.

Но если раньше роботов-доставщиков комплектовали новыми батареями, то теперь Nissan применяет для заводского транспорта снятые с электромобилей аккумуляторы. Ожидается, что уже не пригодные для использования в автомобилях, но не утратившие работоспособность батареи на роботах-тележках прослужат еще в течение 78 лет.

На заводе Nissan зарядные устройства расположены вдоль всех путей следования внутрицеховых транспортных средств. Благодаря этому роботизированные тележки подзаряжаются прямо во время работы, периодически кратковременно останавливаясь для подключения к быстрой зарядке.

В настоящее время Nissan разрабатывает способы замены магнитных дорожек для автоматически управляемых транспортных средств на более продвинутые системы автономного вождения.

Помимо Nissan, найти применения старым аккумуляторам стремятся многие автопроизводители, включая Renault, BMW и Volvo. Их проекты предполагают использование батарей от электромобилей в домашних системах накопления энергии и на водном транспорте.

Источник: nissannews.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Робот-собака Tencent Max бегает, ездит на колесах и двигается на двух ногах

16.03.2021 12:23:58 | Автор: admin

четвероногий колесный робот

Китайская компания Tencent представила четвероногого робота Max. Это уже вторая роботизированная собака, созданная Robotics X Laboratory, специализированным подразделением Tencent.

Первая модель Jamoca была показана в конце прошлого года. Она предназначена для мониторинга промышленных объектов и использования аварийными службами. Tencent Jamoca в 5 раз дешевле аналогов, таких как Spot от Boston Dynamic.

Главная особенность новой модели Max интегрированные в средний шарнир каждой ноги приводные колеса. Благодаря им робот может передвигаться по ровным поверхностям со скоростью до 25 км/ч. Причем при использовании колес тратится на 50% меньше энергии, чем при ходьбе.

Кроме того, Tencent Max способен стоять и передвигаться на двух конечностях, совершая при этом передними ногами простые действия, такие как удержание небольших предметов, например, футбольного мяча или конверта.

Алгоритмы управления движениями робота самостоятельно разработаны Tencent и являются развитием программ, примененных в Jamoca. Система датчиков Tencent Max позволяет ему оперативно реагировать на происходящие в окружающей среде изменения и точно дозировать создаваемое конечностями усилие.

Среднее время выполнения вычислений длится менее 0,3 миллисекунды. Благодаря этому Max способен уверенно перемещаться в сложных условиях и быстро подниматься после падений даже на неровных покрытиях.

Во время использования колес применяется метод управления с прогнозирующими моделями. Процесс оптимизируется с помощью квадратичного программирования. Это обеспечивает плавность движений и быстрое изменение способа перемещения.

За переключение между режимами работы ног роботизированной собаки отвечает миниатюрный линейный электродвигатель, который весит всего 20 грамм. Благодаря его использованию основной электромотор коленного шарнира используется и для вращения колеса, и для сгибания ноги. То есть добавление движителя не потребовала установки второго привода, и, соответственно, практически не повлияла на массу робота.

В будущем Tencent надеется найти Max практическое применение. Помимо прочего, его предполагается использовать для патрулирования общественных мест и при выполнении спасательных операций при чрезвычайных ситуациях.

Источник: chinamoneynetwork.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Немецкие сталелитейные заводы переходят на водородное топливо

17.03.2021 22:15:51 | Автор: admin

Выплавка стали с помощью водорода

На прошлой неделе в Германии запустили крупное предприятие по получению экологически чистого водорода, призванное помочь декарбонизировать сталелитейную промышленность. Оно создано в рамках проекта WindH2. В нем участвуют Avacon, являющаяся дочерним предприятием крупнейшей в стране энергетической компании E.ON, сталелитейный гигант Salzgitter Group и работающая в области технических газов фирма Linde.

Энергией новое предприятие обеспечивают семь ветрогенераторов производства компании Vestas с высотой оси 169 метров. Эти возобновляемые источники суммарно выдают 30 МВт мощности. Они установлены на северо-западе Германии на участках концерна Salzgitter Group. За обслуживание ветряной электростанции отвечает Avacon.

Электроэнергия от ветровых турбин поступает к двум электролизерам мощностью 1,25 МВт каждый. Они установлены входящей в Salzgitter Group компанией Salzgitter Flachstahl. Производимое водородное топливо будет использоваться при плавке железной руды. Всего на проект затрачено приблизительно 50 миллионов евро. Создание электролизеров финансировал немецкий государственный банк KfW.

WindH2 не единственный проект, предполагающий применение экологически чистого водорода в металлургической промышленности. Например, шведский стартап H2 Green Steel, намерен построить сталелитейный завод, который будет получать энергию от крупнейшей в мире фабрики по производству экологичного водорода.

В прошлом месяце H2 Green Steel, среди инвесторов которой присутствует основатель музыкального сервиса Spotify Даниэль Эк, заявила, что предприятие разместится в провинции Норботтени на севере Швеции, его запустят в 2024 году.

Возможность использования водородного топлива изучают представители и других энергоемких отраслей, помимо металлургии. Так, немецкая компания по производству строительных материалов HeidelbergCement совместно с уэльским Университетом в Суонси разработала электролизер для своего завода в Великобритании.

Источник: cnbc.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Япония и Австралия запускают переработку грязного угля в чистое водородное топливо

19.03.2021 20:19:47 | Автор: admin

Получение водорода из угля

Японско-австралийское предприятие запустило пилотный проект стоимостью $390 миллионов по получению водорода из бурого угля (лигнита). В настоящий момент демонстрационная установка способна производить 70 килограмм водородного топлива в сутки. Она размещена на теплоэлектростанции Лой-Янг в пригороде города Траралгона австралийского штата Виктория. В этом регионе находится четверть мировых запасов бурого угля.

Проект призван продемонстрировать, что сжиженный водород можно изготавливать в промышленных масштабах и безопасно поставлять за границу. Австралия надеется, что водородное топливо позволит ей завоевать рынки стран, ориентированных на максимальную экологичность.

Работой пилотного производства управляет Kawasaki Heavy Industries. Проект интересен Японии, так как она видит в нем ключевое звено своего плана по выходу на нулевой уровень выбросов парниковых газов к 2050 году.

Эта страна, пятый во величине потребитель энергии в мире, намерена в течение ближайших 30 лет увеличить использование водородного топлива в 10 раз, до 20 миллионов тонн в год.

Лигнит считается самым низкокачественным сортом угля из-за низкой энергоемкости, и поэтому дешев. В рамках проекта водород получают путем взаимодействия этого полезного ископаемого с кислородом и водяным паром при высоких температуре и давлении. Побочно в результате реакции образуются диоксид углерода и некоторые другие газы.

Если проект станет коммерческим, выделяющийся при производстве водорода углекислый газ будут захоранивать на дне океана у побережья штата Виктория. Правительства штатов Южная Австралия и Виктория параллельно работают над реализацией этой задачи.

Согласно исследованиям, производство водородного топлива из бурого угля с учетом затрат на хранение углекислого газа на 5070% дешевле получения водорода с использованием исключительно возобновляемых ресурсов, например, путем электролиза. Тем не менее некоторые организации, в частности Environment Victoria, считают, что с учетом быстрого развития возобновляемых источников энергии, попытки получать водород с использованием ископаемых ресурсов пустая трата денег.

Произведенный на экспериментальном производстве водород будет доставляться автотранспортом до морского порта. Там топливо сделают сжиженным и загрузят в танкер. Из-за задержек, связанных с введенными из-за COVID-19 ограничениями, судно отправится в Японию не ранее второй половины этого года.

Источник: reuters.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Водяные наногенераторы вырабатывают электроэнергию при любых перемещениях

20.03.2021 22:24:55 | Автор: admin

Инновационный нано-генератор

Исследователи из Китайского университета Гонконга разработали наногенераторы, которые могут преобразовывать в электричество кинетическую энергию любых объектов: от морских волн до частей тела человека.

Разработка китайских ученых представляет собой разновидность трибоэлектрического наногенератора (TENG). В этом устройстве электроэнергия вырабатывается за счет трения. Источником энергии для систем такого типа могут быть прикосновение к сенсорному экрану, надавливание ногой на пол при ходьбе, скатывание капель по наклонной поверхности.

Традиционная конструкция TENG подразумевает взаимодействие твердых тел. Поэтому эффективность работы устройства значительно зависит от качества контакта между их поверхностями. Кроме того, длительная работа наногенератора приводит к износу его частей.

Чтобы преодолеть эти затруднения, ученые создали систему, в которой используется трение между твердым телом и жидкостью. Новый наногенератор представляет собой небольшую фторопластовую трубку, наполовину заполненную деионизированной водой. На трубке закреплены два медных электрода, обхватывающие ее поверхность.

Электрический заряд возникает, когда жидкость перемещается из одного конца трубки в другой. Свою разработку китайские исследователи назвали трибоэлектрическим наногенератором на основе водной трубки (WT-TENG).

Жидкость обеспечивает максимальную площадь контакта, поэтому новое устройство имеет более высокую объемную плотность заряда, чем наногенераторы с твердыми взаимодействующими деталями. По сообщению разработчиков, у WT-TENG этот параметр равен 9 мКл/м3 при частоте колебаний до 0,25 Гц. Водонаполненные наногенераторы имеют модульную конструкцию, поэтому из них легко можно создавать мощные установки.

Одно из важных преимуществ WT-TENG состоит в том, что он способен вырабатывать электроэнергию, когда передвигается различными способами: вращается, раскачивается, переворачивается, перемещается возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости. Это значит, что для получения электричества, достаточно установить такой наногенератор на любом подвижном объекте: транспортном средстве, теле человека или специальном устройстве, которое движется под воздействием ветра или волн.

Ученые создали два экспериментальных устройства: собирающий энергию волн плавучий контейнер с 34 WT-TENG и браслет на руку из 10 наногенераторов. Обе установки оказались способными обеспечивать энергией светильник из 150 светодиодов.

Источник: cpr.cuhk.edu.hk

Подробнее..
Категории: Технологии

Невесомый аккумулятор из углеволокна заменит металлические детали электрических авто и самолетов

24.03.2021 14:11:45 | Автор: admin

Углеродная батарея для электромобилей

Ученые из Технического университета Чалмерса разработали аккумуляторную батарею, которая может одновременно выполнять функции и источника энергии, и структурного элемента, например, элемента кузова автомобиля или самолета. В основе изобретения лежит углеволокно, которое известно, как отличными механическими свойствами, так и качествами, позволяющими использовать его как материал для электрода.

Впервые о создании подобного устройства исследовательская группа сообщила в 2018 году. Теперь ученые говорят, что получили батарею из углепластика, которая по своим качествам на порядок превосходит их предыдущие разработки.

Инновационный аккумулятор состоит из слоя углеродного волокна, играющего роль отрицательного электрода, покрытой фосфатом железа алюминиевой фольги, являющейся положительным электродом, и разделяющей их стеклоткани, которая служит электролитной матрицей и придает изделию жесткость.

Батарея из углеволокна

Ученые называют свой аккумулятор невесомым, так как установка его на транспортное средство вместо обычных элементов кузова теоретически не приведет к увеличению веса всей конструкции. Основой недостаток батарей из углеволокна низкая плотность энергии. Этот показатель составляет 24 Втч/кг, что примерно в 5 раз ниже, чем у современных литий-ионных аккумуляторов.

С другой стороны, использование батарей на основе углепластика позволит сделать электрический транспорт более легким и, следовательно, расходующим меньше энергии на свое перемещение.

Суперлегкий аккумулятор из углепластика

По механическим свойствам новые аккумуляторы не уступают некоторым материалам, широко используемым в традиционных конструкциях транспортных средств. Так, его модуль упругости составляет 25 ГПа, а предел прочности при растяжении более 300 МПа.

В ближайшем будущем ученые намерены заменить лежащую в основе положительного электрода алюминиевую фольгу на углеволокно, чтобы повысить возможности по сохранению энергии и механическую прочность батареи. Стеклоткань планируется сделать более тонкой, что позволит увеличить скорость зарядки аккумуляторов.

Руководитель проекта Лейф Асп предполагает, что у усовершенствованной разработки плотность энергии может достигать 75 Втч/кг, а модуль упругости 75 ГПа. То есть батарея будет прочной, как алюминий, но значительно более легкой. Это открывает широкие возможности по созданию с ее использованием уникальных по характеристикам транспортных средств и бытовой электроники.

Источник: chalmers.se

Подробнее..
Категории: Технологии

Создана электрогенерирующая одежда для занятий спортом

25.03.2021 22:12:51 | Автор: admin

Одежда-генератор электроэнергии

Инженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали систему, которая вырабатывает электроэнергию от человеческого тела. Она состоит из трех основных компонентов.

Биотопливные элементы вырабатывают электричество, когда содержащиеся в них ферменты взаимодействуют с потом человека. Трибоэлектрические генераторы производят электроэнергию за счет трения, возникающего, когда руки перемещаются вдоль туловища при беге или ходьбе. Ионисторы накапливают электричество от обоих устройств.

Все эти компоненты являются легкими, гибкими и водонепроницаемыми. Помимо прочего, они выдерживают машинную стирку.

Микросеть в одежде

Для создания экспериментальной системы исследователи нанесли компоненты микросети с помощью трафаретной печати на футболку с длинным рукавом. Место расположения устройств выбрано таким образом, чтобы максимизировать количество получаемой электроэнергии.

С первыми движениями человека трибоэлектрогенераторы начинают вырабатывать электричество. Когда появляется пот, вторым источником энергии становятся биотопливные ячейки. Причем последние работают то тех пор, пока тело потное, даже если пользователь уже перестал двигаться.

Одежда-электрогенератор

Разработчики отмечают, что объединение разнотипных устройств позволяет компенсировать недостатки каждого из них. Поэтому такая микросеть начинает выдавать электроэнергию в два раза быстрее, чем система из одних биотопливных ячеек, и служит в три раза дольше, чем отдельные трибогенераторы.

Тестирование проводилось получасовыми циклами. Испытуемый в одежде с интегрированной микросетью сначала 10 минут бежал или занимался на велотренажере, а затем отдыхал в течение 20 минут. Электроэнергии, генерируемой носимой системой, оказалось достаточно для питания электронных наручных часов.

Очевидно, что такая носимая микросеть эффективно работает только во время занятий спортом. Однако исследователи говорят, что технологию можно адаптировать под другие ситуации. Например, сейчас ученые работают над системами, которые позволят получать энергию при неспешных прогулках или даже во время сидячей работы в офисе.

Источник: ucsdnews.ucsd.edu

Подробнее..
Категории: Технологии

Получение водорода за счет энергии солнца без солнечных батарей и электролизеров

28.03.2021 12:16:35 | Автор: admin

Получение водорода с помощью фотоэлектролиза

Исследователи из Линчёпингского университета Швейцарии создали нанопористый карбид кремния, который обеспечивает многообещающие возможности по выработке экологически чистого водорода.

Применение водородного топлива безвредно для окружающей среды. Но при производстве каждой тонны водорода традиционными методами выделяется 912 тонн диоксида углерода. Получение водорода в электролизерах, которые снабжаются энергией из возобновляемых источников, не дает выбросов парниковых газов. Однако КПД установок для электролиза не превышает 7080%, а используемых для их питания солнечных батарей 2124%.

Сделать процесс создания водородного топлива экологичным и эффективным помогут материалы, способные самостоятельно разделять воду на водород и кислород за счет энергии солнца посредством фотоэлектролиза. Именно такое вещество и было получено исследовательской группой Линчёпингского университета, которую возглавил Цзяньву Сунь. Статья, посвященная научной работе, опубликована, в ACS Nano.

Исходным предметом изучения был кубический карбид кремния (3C-SiC). Чтобы придать материалу необходимые свойства, исследователи создали его разновидность с очень маленьким порами. Эксперименты с ним, доказали, что нанопористый 3C-SiC может эффективно поглощать как ультрафиолетовое излучение, так и большую часть спектров видимого света.

Водород из воды получение

При этом пористая структура вещества способствует разделению зарядов, при котором высвобождается энергия, необходимая для расщепления молекул воды на кислород и водород. Кроме того, благодаря наличию множества мелких пор достигается большая площадь активной поверхности. Все это обуславливает высокую эффективность электролиза.

Главный результат, который мы продемонстрировали, состоит в том, что нанопористый кубический карбид кремния имеет повышенную способность к разделению зарядов, благодаря чему процесс получения водорода из воды идет значительно лучше, чем при использовании карбида кремния с планарной структурой, рассказал Цзяньву Сунь.

Проект уже получил финансовую поддержку от нескольких организаций, в том числе Шведского совета по научным исследованиям в области окружающей среды, сельского и лесного хозяйства и территориального планирования и Шведского фонда международного сотрудничества в области науки и высшего образования.

Источник: liu.se

Подробнее..
Категории: Технологии

Фильтр для очистки воды из дерева оказался дешевым и эффективным средством

28.03.2021 12:16:35 | Автор: admin

Деревянный фильтр для воды

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали дешевую и простую в изготовлении систему фильтрации на основе натурального дерева. Проект призван помочь решить проблему с обеспечением населения бедных регионов чистой питьевой водой.

В качестве материала фильтра используется заболонь, то есть наружные слои древесины стволов, ветвей и корней. В ней содержится ксилема ткань, по которой вода поднимается от корней к листьям живых растений. Как было выяснено учеными еще в 2014 году, ксилема срезанного дерева сохраняет возможность пропускать жидкость, но при этом через нее не проходят бактерии, в частности, кишечная палочка.

Чтобы использовать это свойство заболони на практике, исследователи разработали деревянные фильтры для воды, которые население может изготавливать самостоятельно. Инструкции по созданию системы фильтрации размещены на сайте проекта.

В качестве исходного материала применяются торцевые спилы ветвей дерева. Ученые работали с сосной, но подходят и другие породы, в первую очередь хвойные. Заготовки замачивают в течение часа в горячей воде, перекладывают в воду комнатной температуры, погружают в этиловый спирт, а затем высушивают. Обработка этанолом позволяет избежать слипания мембран ксилемы при сушке, из-за которого заболонь перестает пропускать жидкость.

Подготовленный таким образом спил дерева может использоваться как фильтрующий элемент в различных установках. Созданная разработчиками технологии конструкция состоит из закрепленной на высоте емкости, небольшого корпуса для деревянного фильтра и соединяющего их шланга длиной 1 метр. Залитая в верхнюю емкость грязная вода под силой тяжести стекает по шлангу в фильтр, проходит через древесину и выходит снизу уже очищенной.

В ходе двухлетних испытаний системы в Индии было установлено, что деревянный фильтрующий элемент удаляет из воды более 99% ротавирусов и бактерий группы кишечной палочки. Подготовленный спил пропускает 1 литр жидкости в час и рассчитан на очистку 1015 литров. В сухом виде деревянные фильтры могут храниться до 2 лет, не теряя своих свойств.

Источник: news.mit.edu

Подробнее..
Категории: Технологии

Экспериментальный био-апартамент поможет наладить технологию создания живых домов

29.03.2021 12:14:51 | Автор: admin

Био-дом

В Великобритании на территории кампуса Ньюкаслского университета создается биологический апартамент под названием OME. Проект, который реализуется совместно с Нортумбрийским университетом, направлен на изучение влияния на здоровье людей окружающих их в повседневной жизни микроорганизмов.

Вместе с этим жилое помещение должно стать примером экологичного здания. Это предполагает и уменьшение выбросов парниковых газов в процессе строительства, и обустройство благоприятной для здоровья среды.

Экспериментальный апартамент должен быть минимально зависящим от обычной инфраструктуры. Строение спроектировано таким образом, что панели, покрывающие внешние и внутренние стены, можно менять местами между собой. Это потребуется для тестирования образцов материалов, которые будут получать с помощью микробов.

Исследования в этом направлении пока находятся на начальной стадии, но уже есть прогресс в области выведения бактерий, производящих полимеры и минералы. Например, в 2019 году создали кишечную палочку, вырабатывающую частицы известняка.

Живой дом автономный

Технологии и материалы, предназначенные для испытаний в OME, будут разрабатываться и предварительно исследоваться в лаборатории, над которой построят инновационное био-жилье. Помимо прочего, планируется внедрить процессы, позволяющие преобразовывать бытовые отходы и продукты жизнедеятельности человека в электроэнергию.

В рамках проекта также предполагается изучение микроорганизмов, характерных для домашней экосистемы. В частности, исследователи намерены выяснить, как различные материалы и конфигурации системы вентиляции влияют на бактерии в жилье, и какие это может иметь положительные и отрицательные последствия для здоровья.

Нигде в мире нет ничего похожего на OME, заявил профессор Мартин Дейд-Робертсон. Строение станет площадкой для создания технологий, значительно превосходящих современные.

OME и объединенная с ним лаборатория являются частью Центра изучения биотехнологий в искусственной среде (HBBE) Ньюкаслского университета. Строительство биологического апартамента планируется завершить в ближайшие месяцы.

Источник: northumbria.ac.uk

Подробнее..
Категории: Технологии

Bluu Biosciences будет первой в Европе выращивать мясо лосося, форели и карпа в пробирке

30.03.2021 08:23:57 | Автор: admin

Мясо рыбы из пробирки

Берлинский стартап Bluu Biosciences намерен стать первым крупным поставщиком рыбопродуктов, полученных путем выращивания живых клеток в лабораторных условиях. Он уже получил финансирование в размере семи миллионов евро. Инвестиции должны помочь компании выйти на рынок, где ей придется конкурировать с аналогичными стартапами, такими как BluNalu, Wild Type и Shiok Meats.

Большинство из них нацелены на производство тунца, лосося и креветок. А Bluu Biosciences хочет сосредоточиться на выращивании мяса карпа, лосося и форели. Карповые с точки зрения руководства компании особенно привлекательны потому, что являются самой популярной рыбой в Китае наиболее населенной стране мира.

Важное преимущество Bluu Biosciences перед конкурентами обширный опыт соучредителя компании Себастьяна Ракерса, имеющего образование морского и клеточного биолога. Во время работы в Мюнхенском институте Фраунгофера, одном из самых известных исследовательских институтов Европы, Ракерс возглавлял рабочую группу, изучавшую коммерческую жизнеспособность искусственного мяса и целесообразность использования рыбных клеток в качестве материала для культивирования вирусов в фармацевтической промышленности.

В процессе исследования Ракерс вырастил восемьдесят культур клеток двадцати различных видов рыб. Причем ему удалось сделать эти клеточные линии постоянными, то есть способными к стабильному непрерывному росту в течение длительного времени. Поэтому Bluu Biosciences не нужно тратить время на выведение подходящих для промышленного использования клеточных культур.

Это значительное конкурентное преимущество, поясняет Саймон Фабич, соучредитель и управляющий директор Bluu Biosciences. Если у вас есть обычные клетки, которые не стали постоянными, вы сможете размножить их только 2025 раз, после чего нужно начинать все сначала, взяв биоматериал из организма животного. А непрерывные клеточные линии можно воспроизводить до 100 тысяч раз, удваивая их количество каждый день.

Сейчас Bluu Biosciences активно развивается, налаживая связи с партнерами и решая вопросы в области правового регулирования. Первый образец продукта планируется представить к концу 2022 года.

Источник: bluu.bio

Подробнее..
Категории: Технологии

Boston Dynamics представила своего робота-грузчика Stretch

31.03.2021 08:22:16 | Автор: admin

Компания Boston Dynamics показала новую модель Stretch, созданную специально для складских работ. Она является развитием двухколесного Handle, который тоже позиционировался как робот, способный перемещать различные грузы. В частности, Stretch получил вакуумный захват, аналогичный устанавливавшемуся на прототипы Handle, показанные 2 года назад.

Двухколесный робот Boston Dynamics, совершающий маятниковые движения для поддержания баланса, требует много пространства и, следовательно, плохо подходит для использования на складских помещениях. Поэтому компания быстро осознала потребность в выпуске модели, которая сможет эффективно работать в условиях ограниченной площади.

Stretch второй робот Boston Dynamics, который будет доступен для покупки. Причем если первый коммерческий продукт фирмы, четвероногий Spot, в течение многих лет разрабатывался без явной ориентации на практическое использование, то новая модель изначально создавалась для выполнения конкретных задач.

Большинство применяемых сейчас систем автоматизации складских помещений предполагают стационарное размещение, а современные мобильные роботизированные устройства действуют медленнее людей. Stretch выгодно отличается от существующих решений способностью быстро выполнять работу по переносу груза и аккуратно перемещаться в ограниченном пространстве сложной конфигурации благодаря технологии машинного зрения.

Склады испытывают трудности, стремясь удовлетворить стремительно возрастающий спрос, так как мир все больше начинает зависеть от своевременной доставки товаров, говорит Роберт Плейтер, генеральный директор компании. Мобильные роботы позволяют гибко перемещать предметы и улучшают условия труда работников. Stretch объединяет в себе достижения Boston Dynamics в сферах мобильности, восприятия и манипулирования, что позволяет ему решать самые сложные, потенциально опасные и требующие индивидуального подхода задачи, и мы рады видеть, что это работает.

Основание Stretch по размеру соответствует стандартному поддону, поэтому робот подойдет для большинства существующих складских помещений. Как предполагает Boston Dynamics, в текущей конфигурации модель способна перемещать примерно 800 коробок в час. В ближайшее время робот-грузчик будет тестироваться в условиях реальных складов.

Как ожидается, Stretch поступит в продажу примерно через 12 года. Цена на модель пока не объявлена. Для сравнения, робот-собака Spot стоит около 75 тысяч долларов США.

Источник: bostondynamics.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Модульный робот-строитель Baubot получил сразу несколько профессий (видео)

17.04.2021 02:20:40 | Автор: admin

Строительный робот

Австрийский стартап Printstones, который с 2017 года работает в области 3D-печати, представил многофункционального робота Baubot. Его основное назначение автоматизация строительных процессов, делающая их безопаснее и дешевле.

Разработка Printstones оснащена гусеничным движителем, который обеспечивает повышенную проходимость. Максимальная скорость движения 3,2 км/ч. Помимо прочего, Baubot способен ездить по лестницам и аккуратно перемещаться в условиях ограниченного пространства, в том числе через дверные проемы. Полного заряда аккумулятора хватает на 8 часов работы.

Робот-строитель

Для управления роботом используется смартфон или планшет со специальным мобильным приложением. Оно позволяет как отдавать команды в ручном режиме, так и запускать заранее сохраненные программы.

Роботизированный строитель

Основной рабочий орган Baubot многофункциональный манипулятор, обладающий радиусом действия один метр и точностью позиционирования менее одного миллиметра. Роборуку можно оснастить разнообразными инструментами, в том числе предназначенными для выполнения следующих операций:

  • нивелирования;
  • фрезерования;
  • сверления;
  • завинчивания и откручивания крепежа;
  • плазменной резки;
  • сварки;
  • укладки кирпича или стеновых блоков;
  • шлифовки;
  • покраски.

А также Baubot способен выполнять функции транспортера он рассчитан на перевозку грузов массой до полутонны. Интегрированные камеры дают возможность выполнять с помощью робота инспектирование объектов, а мощные прожекторы помогают работать в темное время суток. В наружные поверхности модели также встроены дисплеи, на которые выводятся информационные сообщения, например, уведомления о состоянии устройства.

Робот для строики

Как заявляют специалисты Printstones, Baubot почти не требует времени на настройку. В будущем компания намерена развивать технологии симуляции рабочих сред с помощью искусственного интеллекта, что позволит роботам обучаться еще до прибытия на место эксплуатации.

Робот на стройке

По мнению Printstones, таким моделям как Baubot найдется применение не только на стройке. Например, они пригодятся в авиастроении и судостроении, при исследованиях окружающей среды и для наблюдения за промышленными объектами.

Printstones предоставляет сторонним разработчикам возможность самостоятельно наделять Baubot новыми функциями путем добавления оснастки и создания собственного программного обеспечения. В 2022 году компания намерена представить следующее поколение строительных роботов, до начала запуска их серийного производства.

Источник: baubot.com

Подробнее..
Категории: Технологии

Эффективные фильтры для воды сделали из напечатанного на 3D-принтере аэрографена

17.04.2021 22:27:36 | Автор: admin

Команда исследователей из Университета штата Нью-Йорк в Буффало разработала новый метод изготовления фильтров для воды на основе графена. Ученые говорят, что их технология, предполагающая использование 3D-печати и получение графенового аэрогеля, позволяет создавать стабильный, обладающий большим ресурсом материал, пригодный для производства в промышленных объемах.

Графен и ранее применяли для 3D-печати, изготовления аэрогеля и фильтров для воды. Однако, как заявляют исследователи, они стали первыми, кто совместил в одной разработке все три способа использования этого вещества.

В начале своей работы ученые сделали из графена чернила для 3D-печати, достигнув необходимой консистенции путем добавления к нему с двух природных полимеров: дофамин и бычий сывороточный альбумин. Из этого материала на 3D-принтере была напечатана решетка с шестиугольными ячейками-сотами, которую затем превратили в аэрогель путем сушки методом лиофилизации.

Готовое изделие испытали на способность очищать воду от загрязнений. Эксперименты выявили, что наибольшая эффективность достигается в отношении органических растворителей: гексана, гептана и толуола. Графеновый аэрогель полностью удаляет эти примеси за десять циклов фильтрации.

Материал также задерживает тяжелые металлы, например, хром и свинец, анионные и катионные органические красители, в частности, голубой Эванса и метиленовый синий. Правда, в отношении последнего эффективность фильтра снижается на 20% уже после третьего использования.

Исследователи говорят, что технология, подразумевающая изготовление аэрогеля, упрощает производство материала на основе графена в больших масштабах. Причем такие фильтры подходят для многоразового использования и не оказывают отрицательного влияния на проходящую через них жидкость.

Цель состоит в том, чтобы безопасно удалять загрязняющие примеси из воды без выделения в нее каких-либо вредных химических соединений, поясняет Нирупам Айч, один из авторов исследования. Разработанный нами аэрографен не меняет своей структуры при помещении в устройства для очистки воды, и могут применяться в различных направлениях водоподготовки.

Источник: buffalo.edu

Подробнее..
Категории: Технологии

Последние комментарии

© 2006-2021, tuvatforum.ru