Satura rādītājs:
- Jauna saules baterija pārspēj efektivitātes rekordu
- Jaunā 3D attēlveidošanas sistēma var uzņemt atsevišķus fotonus
- Nanosatelīts "Gulbis" tiks nosūtīts kosmosā ar saules buru
- Zinātnieki ir patentējuši Zemes elektroapgādes sistēmu no kosmosa
- Atpazīšanas sistēma ļaus bezpilota lidaparātiem lidot 10 reizes ātrāk un nekrist
- Singapūras zinātnieki ir iemācījušies no vecām riepām izgatavot izcilu aerogelu
- Krievijas Federācijā tiek izstrādāts bezpilota gaisa taksometrs
- Toyota un Lexus izstrādā tehnoloģiju, lai automašīnu nolaupīšanu padarītu bezjēdzīgu
- Krievu elektromotors uz supravadītājiem tiks pārbaudīts lidojuma laikā
Video: TOP-9 revolucionāras nākotnes enerģijas taupīšanas tehnoloģijas
2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11
Jaunas zinātnes un tehnoloģiju ziņas. Mēs publicējam jaunākos zinātnieku atklājumus, tehniskos apskatus, jaunākās ziņas no interneta un hi-tech.
Jauna saules baterija pārspēj efektivitātes rekordu
Perovskīta saules bateriju novietošana virs silīcija saules baterijām ir viens no veidiem, kā palielināt izmantotās saules gaismas daudzumu.
Saules fotoelementu kā atjaunojamās enerģijas avota izmantošana pieaug, jo tehnoloģija kļūst efektīvāka un lētāka.
Perovskīta saules bateriju novietošana virs silīcija elementiem ir viens no veidiem, kā palielināt izmantotās saules gaismas daudzumu, un tagad Austrālijas Nacionālās universitātes pētnieki ir pārspējuši šo tandēma saules bateriju efektivitātes rekordu.
Pētnieki saka, ka viņu jaunās saules baterijas, kuru pamatā ir perovskīts un silīcijs, ir sasniegušas 27,7% efektivitāti, pārvēršot saules gaismu enerģijā. Tas ir vairāk nekā divas reizes vairāk nekā tehnoloģija, ko būtu spējusi ražot tikai pirms pieciem gadiem (13,7 procenti), un tas ir pienācīgs solis, salīdzinot ar ziņojumiem pirms diviem gadiem - 25,2 procenti.
Interesanti, ka šī tehnoloģija jau pārspēj lielāko daļu komerciāli pieejamo saules paneļu, kas svārstās ap 20 procentu efektivitātes atzīmi. To pamatā ir tikai silīcijs, un paredzams, ka tuvāko gadu laikā tie sasniegs maksimālo robežu.
Gan silīcijs, gan perovskīts labi pārvērš saules gaismu enerģijā, taču kopā tie darbojas vēl labāk. Tas ir tāpēc, ka abi materiāli absorbē dažāda viļņa garuma gaismu – silīcijs savāc galvenokārt sarkano un infrasarkano gaismu, savukārt perovskīts specializējas zaļā un zilā krāsā.
Lai to maksimāli izmantotu, pētnieki saliek caurspīdīgas perovskīta šūnas virsū silīcija šūnām. Perovskīts uzņem nepieciešamo, savukārt citi viļņu garumi tiek filtrēti līdz silīcijam.
Zinātnieki tagad strādā, lai vēl vairāk uzlabotu efektivitāti, strauji tuvojoties tehnoloģiju komercializācijai. Pēc pētnieku domām, efektivitātei jābūt aptuveni 30 procentiem, lai tā būtu dzīvotspējīga masveida ražošanai, un paredzams, ka tas notiks līdz 2023. gadam.
Jaunā 3D attēlveidošanas sistēma var uzņemt atsevišķus fotonus
Jaunā tehnoloģija ir pirmā reālā viena fotona trokšņu samazināšanas demonstrācija
Stīvensa Tehnoloģiju institūta pētnieki ir izveidojuši 3D attēlveidošanas sistēmu, kas izmanto gaismas kvantu īpašības, lai radītu attēlus, kas ir 40 000 reižu asāki par pašreizējām tehnoloģijām. Atklājums paver ceļu efektīvai LIDAR sistēmas izmantošanai pašbraucošās automašīnās un satelītu kartēšanas sistēmās, komunikācijās kosmosā utt.
Darbā tiek risināta ilgstoša problēma ar LIDAR, kas izšauj lāzerus uz attāliem mērķiem un pēc tam nosaka atstaroto gaismu. Lai gan šajās sistēmās izmantotie gaismas detektori ir pietiekami jutīgi, lai izveidotu detalizētus dažu fotonu – sīku gaismas daļiņu – attēlus, ir grūti atšķirt atstarotos lāzera gaismas fragmentus no spilgtākas fona gaismas, piemēram, saules gaismas.
"Jo jutīgāki kļūst mūsu sensori, jo jutīgāki tie kļūst pret fona troksni," saka zinātnieki. "Šo problēmu mēs pašlaik cenšamies atrisināt." Jaunā tehnoloģija ir pirmā reālā viena fotona trokšņu slāpēšanas demonstrācija, izmantojot paņēmienu, ko sauc par kvantu parametru šķirošanas režīmu vai QPMS, kas pirmo reizi tika ierosināts 2017. gadā.
Atšķirībā no vairuma trokšņu filtrēšanas rīku, kas balstās uz programmatūras pēcapstrādi, lai notīrītu trokšņainus attēlus, QPMS apstiprina kvantu gaismas parakstus, izmantojot eksotisku nelineāru optiku, lai radītu eksponenciāli tīrākus attēlus sensora līmenī.
Konkrēta fotona, kas nes informāciju, atrašana fona trokšņa apstākļos ir kā mēģinājums izvilkt vienu sniegpārsliņu no puteņa, taču tieši tas pētniekiem izdevās. Tie apraksta metodi noteiktu kvantu īpašību iespiešanai izejošā lāzera gaismas impulsā un pēc tam ienākošās gaismas filtrēšanai tā, lai sensors noteiktu tikai fotonus ar atbilstošām kvantu īpašībām.
Rezultāts: attēlveidošanas sistēma, kas ir neticami jutīga pret fotoniem, kas atgriežas no mērķa, bet kas ignorē praktiski visus nevēlamos trokšņainos fotonus. Šī pieeja rada izteiksmīgus 3D attēlus pat tad, ja katru fotonu, kas nes signālu, apslāpē daudzi trokšņaini fotoni.
"Attīrot sākotnējo fotonu noteikšanu, mēs virzām precīzas 3D attēlveidošanas robežas "trokšņainā" vidē," sacīja Patriks Rains, pētījuma vadošais autors. "Mēs esam parādījuši, ka mēs varam samazināt trokšņa daudzumu par aptuveni 40 000 reižu, nekā var nodrošināt vismodernākā attēlveidošanas tehnoloģija."
Praktiski QPMS trokšņu samazināšana var ļaut izmantot LIDAR, lai izveidotu precīzus, detalizētus 3-D attēlus līdz 30 kilometru attālumā. QPMS var izmantot arī komunikācijai dziļā kosmosā, kur skarbs saules atspīdums parasti apslāpē attālos lāzera impulsus. Varbūt pats aizraujošākais ir tas, ka šī tehnoloģija var arī dot pētniekiem skaidrāku priekšstatu par jutīgākajām cilvēka ķermeņa daļām.
Nodrošinot gandrīz klusu viena fotona attēlveidošanu, sistēma palīdzēs pētniekiem izveidot skaidrus, ļoti detalizētus cilvēka tīklenes attēlus, izmantojot gandrīz neredzamus, vājus lāzera starus, kas nebojā acs jutīgos audus.
Nanosatelīts "Gulbis" tiks nosūtīts kosmosā ar saules buru
Krievijas nanopavadonis "Lebed" var kļūt par pirmo kosmosa kuģi, kas pamet Zemes orbītu, izmantojot saules buru. Satelīta lidojuma modeli varēs prezentēt pēc trim gadiem, pēc tam sekos testa lidojums.
Tehniku plānots izmantot pētniecības misijās, kas kļūs lētākas, jo atteiksies no smago piedziņas dzinēju izmantošanas – tas samazinās iekšzemes zondes kopējo svaru. Galvenā atšķirība starp Lebed un ārzemju konstrukcijām ir unikālais divu asmeņu buras rotora dizains, kas ļauj desmitkārtīgi palielināt tās laukumu. Kā nosauca Maskavas Valsts tehniskās universitātes vecākais pasniedzējs. Uz Swan tiks uzstādīta universitātes patentētā divu asmeņu rotējošā bura Bauman Aleksandra Popova, kuras izvietošanai nav nepieciešams rāmis. "Pateicoties tam, mēs sagaidām, ka tā laukums palielināsies desmitkārtīgi ar tādu pašu struktūras svaru," atzīmēja zinātnieks.
Pēc Popova teiktā, jaunā iekārta ar nesējraķeti tiks nogādāta orbītā 1000 km augstumā. Pēc tam tas sāks kontrolētu rotāciju, ko ierosinās manevrēšanas elektrotermiskie motori - rezistorāti (tie nepieciešamo enerģiju saņems no saules paneļiem). Tajā pašā laikā centrbēdzes spēka ietekmē no speciāliem cilindriem abās satelīta pusēs tiks palaists divas buras ar vienpusēji atstarojošu pārklājumu. To kopējais garums būs aptuveni 320 m.
Zinātnieki ir patentējuši Zemes elektroapgādes sistēmu no kosmosa
Krievijas Zinātņu akadēmijas Maskavas Radiotehnikas institūts saņēmis patentu sistēmai enerģijas pārvadīšanai no orbītā esošas saules elektrostacijas uz Zemi, liecina dati Federālā intelektuālā īpašuma dienesta mājaslapā.
Saskaņā ar dokumentu zinātnieki ierosina izvietot kosmisko saules elektrostaciju 300 līdz 1000 kilometru augstumā un, lidojot virs zemes uztveršanas punkta, ar mikroviļņu palīdzību pārraidīt spēkstacijas akumulatoros uzkrāto enerģiju.
Tajā pašā laikā līdzīgs Amerikas 1971. gada patents ir norādīts Krievijas patentā, kurā pirmo reizi tika izvirzīta ideja par saules kosmosa elektrostacijas izveidi. Tad tika ierosināts elektrostaciju novietot ģeostacionārā orbītā 36 tūkstošu kilometru augstumā, kas ļautu tai visu laiku atrasties praktiski virs viena un tā paša Zemes virsmas posma un tādējādi nodrošināt pastāvīgu enerģijas pārnesi uz Zemi.. Tomēr šajā gadījumā uztveršanas stacijai jāatrodas pie ekvatora. Krievijas priekšlikums ļauj nodot enerģiju citiem Zemes reģioniem.
2018. gadā holdinga Švabe ģenerāldirektora pirmais vietnieks Sergejs Popovs intervijā RIA Novosti sacīja, ka Krievijas zinātnieki izstrādā orbitālo lāzeru ar atkārtotāja spoguli, kas spēs pārraidīt saules enerģiju uz tām daļām. Zeme, kur nav iespējams vai ārkārtīgi grūti uzbūvēt spēkstacijas, tostarp uz Arktiku.
Atpazīšanas sistēma ļaus bezpilota lidaparātiem lidot 10 reizes ātrāk un nekrist
Cīrihes Universitātes (Šveice) inženieri prezentējuši principiāli jaunu bezpilota lidaparātu sadursmju novēršanas sistēmu – pasaulē vēl nav nekā ātrāka un precīzāka. Tie balstījās uz faktu, ka reakcijas ātrums 20–40 milisekundēs, tāpat kā daudzās komerciālās bezpilota sistēmās, nav pietiekams, lai organizētu ātrgaitas lidojošu dronu drošu kustību. Lai demonstrētu savas idejas, šveicieši izmantoja izlēcēju spēli, mācot bezpilota lidaparātiem meistarīgi izvairīties no tiem lidojošām bumbiņām.
Problēmai ar dronu reakcijas laiku uz šķēršļiem ir divas saknes. Pirmkārt, lidojošo transportlīdzekļu lielais kustības ātrums salīdzinājumā ar sauszemes. Otrkārt, vāja skaitļošanas jauda, kuras dēļ iebūvētajām sistēmām nav laika analizēt situāciju un atpazīt traucējumus. Kā risinājumu inženieri nomainīja sensorus pret "notikumu kamerām", palielinot reakcijas ātrumu līdz 3,5 milisekundēm.
Notikumu kamera reaģē tikai uz atsevišķu kadra pikseļu spilgtuma izmaiņām un ignorē citus, tāpēc tai ir jāapstrādā ļoti maz informācijas, lai noteiktu kustīgu objektu uz statiska vai mazkustīga fona. Līdz ar to lielais reakcijas ātrums, taču praktisko eksperimentu gaitā izrādījās, ka ne esošie droni, ne pašas kameras šim nolūkam nav piemērotas. Šveices inženieru nopelns ir tas, ka viņi pārtaisīja gan kameras, gan kvadrokopteru platformu, kā arī izstrādāja nepieciešamos algoritmus, faktiski radot jaunu sistēmu.
Spēlējot izlēcēju, dronam ar šādu sistēmu 90% gadījumu izdodas izvairīties no bumbiņas, kas tai tiek mesta ar ātrumu 10 m/s, tikai no 3 m attāluma. Un tas notiek tikai klātbūtnē viena kamera, ja traucējumu lielums ir zināms iepriekš - a divu kameru klātbūtne ļauj precīzi aprēķināt visus traucējumu parametrus un pieņemt pareizo lēmumu. Tagad inženieri strādā pie sistēmas testēšanas kustībā, lidojot sarežģītos maršrutos. Pēc viņu aprēķiniem, rezultātā bez sadursmes riska bezpilota lidaparāti varēs lidot desmit reizes ātrāk nekā šobrīd.
Singapūras zinātnieki ir iemācījušies no vecām riepām izgatavot izcilu aerogelu
Singapūras Nacionālās universitātes zinātniekus ārkārtīgi sarūgtināja fakts, ka tikai 40% nolietoto riepu nonāk pārstrādē, tāpēc viņi ķērās pie šīs problēmas alternatīva risinājuma. Skaidra plāna nebija, tikai doma - izolēt gumiju no riepas materiāla un piešķirt tai jaunu formu. Piemēram, pārvērst to porainā aerogela bāzē – šūnu struktūrā, kurā šūnas ir piepildītas ar gāzi.
Eksperimentu gaitā zinātnieki plānos riepu fragmentus mērcēja "videi draudzīgu" šķīdinātāju un ūdens maisījumā, lai attīrītu gumiju no piemaisījumiem. Pēc tam šķīdumu sagremoja, līdz izveidojās viendabīga masa, atdzesēja līdz -50 ° C un liofilizēja vakuuma kamerā 12 stundas. Rezultāts bija blīvs un viegls aerogels.
Atšķirībā no citiem aerogēlu veidiem, versija uz gumijas bāzes izrādījās daudzkārt spēcīgāka. Un pēc pārklājuma uzklāšanas no metoksitrimetilsilāna tas kļuva arī ūdensizturīgs, kas uzreiz noteica tā daudzsološo pielietojuma jomu - kā sorbentu naftas noplūdes likvidēšanai. Vakardienas atkritumi palīdzēs atbrīvoties no cita veida atkritumiem un piesārņojuma.
Bet visvairāk Singapūras zinātnieki ir apmierināti ar izgudrojuma ekonomisko pusi. Gumijas aerogela loksnes ar platību 1 kv. un 1 cm biezs aizņem 12-13 stundas un maksā 7 USD. Procesu var viegli paplašināt un pārvērst par komerciāli pievilcīgu biznesu. Jo īpaši, ņemot vērā milzīgās rezerves un izejmateriāla lētumu.
Krievijas Federācijā tiek izstrādāts bezpilota gaisa taksometrs
Krievijā tiek veidots bezpilota gaisa taksometrs, kas spēs pārvadāt pasažierus 500 km attālumā ar kreisēšanas ātrumu 500 km/h. Pirmo eksperimentālo modeli plānots izveidot līdz 2025.gadam, tas tiks izmantots vertikālai pacelšanās un nosēšanās veikšanai.
Paredzams, ka turpmāk tiks ražots lidojuma modelis, kura kravnesība būs 500 kg (četri pasažieri), raksta laikraksts Izvestija.
Šāds gaisa taksometrs galvenokārt paredzēts lietošanai pilsētās, kurās iedzīvotāju skaits pārsniedz vienu miljonu, un valsts lielākajos reģionos. Transportlīdzekļa izmantošana kļūs aktuāla, jo Krievijā trūkst skrejceļu, skaidroja izstrādātāji no Nacionālās tehnoloģiju iniciatīvas (NTI).
“Automašīnas lielo ātrumu nodrošinās uz kuģa uzstādīts gāzes turbīnas bloks, kas savienots ar elektroģeneratoru. Tas baro sešus stacionārus dzinējus caur superkondensatoru akumulatoru,”sacīja NTI Aeronet darba grupas līdzdirektora vietnieks Pāvels Bulats. Pēc viņa teiktā, dzinēji rotēs pacelšanas un atbalsta ventilatorus, kas tiks pilnībā ievilkti fizelāžā, kas darbojas kā spārns. Vadību plānots veikt ar reaktīvo stūrēm un mainot vilces vektoru. Spēka elektronika automašīnai tiks izgatavota no silīcija karbīda, nevis tradicionālā silīcija.
Arī korpusa materiāls būs novatorisks. Dizaineri gatavojas izmantot jaunāko alumīnija un skandija sakausējumu. Tas tika izstrādāts Viskrievijas Aviācijas materiālu institūtā. Tādējādi tiks izveidota viegla, pilnībā metināta metāla fizelāža.
Toyota un Lexus izstrādā tehnoloģiju, lai automašīnu nolaupīšanu padarītu bezjēdzīgu
Automašīnu zādzība ir viena no lielākajām problēmām, ar ko saskaras automašīnu īpašnieki. Pat signalizācijas sistēmas ne vienmēr tiek galā ar savu uzdevumu, taču ražotājiem jau ir progresīvāks risinājums. No 2020. gada viss Toyota un Lexus zīmolu klāsts Krievijā tiks aizsargāts ar unikālu pretaizdzīšanas identifikatoru T-Mark / L-Mark.
Identifikators ir automašīnas marķējums ar mikropunktiem no plēves ar diametru 1 mm, uz kuriem tiek uzlikts unikāls PIN kods, kas saistīts ar konkrētas automašīnas VIN numuru. Kopumā dažādiem virsbūves elementiem un mezgliem tiek piemēroti līdz 10 000 šādu punktu. To atbilstību "pievienotajam" transportlīdzeklim varat pārbaudīt vietnēs toyota.ru un lexus.ru.
Marķējuma izmantošana ļauj tiesībsargājošajām iestādēm un lietotu automašīnu pircējiem pārbaudīt automašīnas "pases" datus ar tā faktisko izgatavošanas datumu, aprīkojumu, marku un dzinēja numuru un citiem raksturlielumiem. Ražotājs pozicionē identifikatorus kā risinājumu, kas būtiski samazina nolaupītāju interesi par Toyota un Lexus automašīnām un ļauj izslēgt iespēju viņiem transportlīdzekļus pārdot tālāk otrreizējā tirgū.
Pirmā automašīna, kas vietējā tirgū saņēma L-Mark, bija Lexus ES - saskaņā ar ražotāja teikto, līdz šim nav bijis neviena šī sedana zādzības gadījumu, kas aprīkots ar pretaizdzīšanas marķējumu. Turklāt marķēto automašīnu īpašniekiem ir atlaides līdz 15% KASKO polisei par zādzību risku. Paredzams, ka Toyota un Lexus zīmolu klāsta Krievijā aprīkošanas process ar T-Mark / L-Mark tiks pabeigts 2020. gada laikā.
Krievu elektromotors uz supravadītājiem tiks pārbaudīts lidojuma laikā
TsIAM speciālisti nosaukti PI Baranov sāka gatavoties pirmās hibrīdelektrostacijas testēšanai Krievijā ar elektromotoru. Par to RIA Novosti ziņoja dienu iepriekš, atsaucoties uz zinātniskās testēšanas centra preses dienestu.
Šī mēneša vidū institūta pārstāvji apmeklēja FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , kur viņi pārbaudīja lidojošo laboratoriju Yak-40 bāzē, kur nākotnē plānots pārbaudīt daudzsološu vienību. Paredzams, ka lidojuma pārbaudes notiks pēc 2 gadiem. Lidmašīnas priekšgalā plānots uzstādīt jaunāko augstas temperatūras elektromotoru uz supravadītājiem un dzesēšanas sistēmu, ko pēc FPI pasūtījuma radījis ZAO Superox. Atgādinām, ka šī iekārta ir unikāla vietēja izstrāde, kas spēj nodrošināt jūtamas priekšrocības hibrīdinstalācijas komponentu jaudas blīvumā un efektivitātē, salīdzinot ar tradicionālajām elektroiekārtām.
Savukārt viena no trim lidojošās laboratorijas "astē" esošajiem motoriem tiks uzstādīts ASVTU izstrādātais turbovārpstas gāzturbīnas agregāts ar elektroģeneratoru. Jak-40 kabīnē tiks izvietoti vadības sistēmas bloki un baterijas. Lidojuma laikā būs arī testēšanas inženieri. Gaidāmo testu galvenais mērķis ir izveidot hibrīdelektrostacijas demonstratoru, ko nākotnē varēs uzstādīt uz perspektīvām starpreģionu Krievijas lidmašīnām.
Ieteicams:
Tuvākās nākotnes alternatīvo enerģijas avotu TOP-5
Enerģija ir nepieciešama ekonomikas un visas cilvēces attīstībai, un tāpēc enerģijas avoti ir kļuvuši par svarīgākajām un pieprasītākajām izejvielām pasaules tirgos
Nākotnes tehnoloģijas, kuras nevēlas iztulkot pasaulē
Manā skatījumā tās ir parastās parazītu viltības. Un tas viss tiek darīts tikai peļņas nolūkos
Bezdegvielas enerģijas tehnoloģijas un to liktenis
Pamatojoties uz padziļinātu pašreizējās politiskās un ekonomiskās situācijas analīzi pasaulē, autore secina, ka nekavējoties jāatceļ bezdegvielas enerģijas tehnoloģiju aizliegums, kas pārskatāmā pagātnē tika apzināti iznīcināts
Aizmirstās senatnes tehnoloģijas jeb "Nākotnes atmiņas"
Internets mūsdienās ir lieliska lieta. Andrejam "Koļimčaņinam" bija doma par lielgabaliem kā kādreizējo superieroci, taču palika tikai viena detaļa - saskaitīt to, ko tagad zinām par progresīvajiem ieročiem, un attiecināt uz to, ko izmantoja ne tik tālā "senatnē"
Nākotnes transports: XXI gadsimta tehnoloģijas, kā to iztēlojušies mūsu senči
Katrs cilvēks vismaz reizi domāja par to, kāda būs pasaule pēc gadsimta vai diviem. Bet diemžēl mēs par to nekad neuzzināsim, bet mēs varam analizēt mūsu senču sapņus un prognozes. Pateicoties pagājušā gadsimta sākumā dzīvojušo retrofutūristu mākslinieku zīmējumiem, varēsim uzzināt, par kādu transportu cilvēki toreiz sapņoja un vai viņu redzējums par progresu šajā virzienā iemiesojās dzīvē