Spisu treści:

TOP-9 przełomowych energooszczędnych technologii przyszłości
TOP-9 przełomowych energooszczędnych technologii przyszłości

Wideo: TOP-9 przełomowych energooszczędnych technologii przyszłości

Wideo: TOP-9 przełomowych energooszczędnych technologii przyszłości
Wideo: 20 Rzeczy Które Znajdziesz Tylko W Japonii 2024, Marsz
Anonim

Świeże wiadomości o nauce i technologii. Publikujemy najnowsze odkrycia naukowców, recenzje techniczne, najnowsze wiadomości z Internetu i hi-tech.

Nowe ogniwo słoneczne bije rekord wydajności

Układanie perowskitowych ogniw słonecznych na krzemowych ogniwach słonecznych jest jednym ze sposobów na zwiększenie ilości zużywanego światła słonecznego.

Wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych jako odnawialnego źródła energii rośnie, ponieważ technologia staje się bardziej wydajna i tańsza.

Układanie ogniw słonecznych z perowskitu na ogniwach krzemowych jest jednym ze sposobów na zwiększenie ilości wykorzystywanego światła słonecznego, a teraz naukowcy z Australian National University pobili rekord wydajności tych tandemowych ogniw słonecznych.

Naukowcy twierdzą, że ich nowe ogniwa słoneczne na bazie perowskitu i krzemu osiągnęły wydajność 27,7% w przekształcaniu światła słonecznego w energię. To ponad dwukrotnie więcej niż technologia mogła wyprodukować jeszcze pięć lat temu (13,7 proc.) i jest to przyzwoity wzrost w porównaniu z raportami sprzed dwóch lat - 25,2 proc.

Co ciekawe, technologia już teraz przewyższa większość dostępnych na rynku paneli słonecznych, których wydajność wynosi około 20 procent. Oparte są wyłącznie na krzemie i oczekuje się, że osiągną maksymalny limit w ciągu najbliższych kilku lat.

Zarówno krzem, jak i perowskit są dobre w przekształcaniu światła słonecznego w energię, ale razem działają jeszcze lepiej. Dzieje się tak, ponieważ oba materiały pochłaniają światło o różnych długościach fal – krzem zbiera głównie światło czerwone i podczerwone, natomiast perowskit specjalizuje się w zielonym i niebieskim.

Aby jak najlepiej to wykorzystać, naukowcy układają półprzezroczyste ogniwa perowskitowe na krzemowych. Perowskit odbiera to, czego potrzebuje, podczas gdy inne długości fal są filtrowane do krzemu.

W obliczu zbliżającej się komercjalizacji technologii, naukowcy pracują obecnie nad jeszcze większą poprawą wydajności. Według naukowców wydajność musi wynosić około 30 procent, zanim będzie możliwa do masowej produkcji, a oczekuje się, że nastąpi to do 2023 roku.

Nowy system obrazowania 3D może przechwytywać pojedyncze fotony

Nowa technologia to pierwsza prawdziwa demonstracja redukcji szumów pojedynczych fotonów

Naukowcy z Stevens Institute of Technology stworzyli system obrazowania 3D, który wykorzystuje kwantowe właściwości światła do tworzenia obrazów, które są 40 000 razy ostrzejsze niż obecna technologia. Odkrycie toruje drogę do efektywnego wykorzystania systemu LIDAR w autonomicznych samochodach i systemach mapowania satelitarnego, komunikacji w kosmosie itp.

Prace dotyczą istniejącego od dawna problemu z LIDARem, który wystrzeliwuje lasery na odległe cele, a następnie wykrywa światło odbite. Chociaż detektory światła stosowane w tych systemach są wystarczająco czułe, aby tworzyć szczegółowe obrazy kilku fotonów - maleńkich cząstek światła, trudno jest odróżnić odbite fragmenty światła laserowego od jaśniejszego światła tła, takiego jak światło słoneczne.

„Im bardziej czułe stają się nasze czujniki, tym bardziej wrażliwe stają się na szum tła” – mówią naukowcy. „To jest problem, który obecnie próbujemy rozwiązać”. Nowa technologia jest pierwszą prawdziwą demonstracją tłumienia szumów pojedynczych fotonów przy użyciu techniki zwanej Quantum Parametric Sorting Mode lub QPMS, która została po raz pierwszy zaproponowana w 2017 roku.

W przeciwieństwie do większości narzędzi do filtrowania szumów, które polegają na programowym przetwarzaniu końcowym w celu usunięcia zaszumionych obrazów, QPMS weryfikuje sygnatury światła kwantowego przy użyciu egzotycznej optyki nieliniowej, aby tworzyć wykładniczo czystsze obrazy na poziomie czujnika.

Znalezienie konkretnego fotonu przenoszącego informacje w szumie tła jest jak próba wyrwania jednego płatka śniegu z zamieci – ale to właśnie udało się naukowcom zrobić. Opisują metodę wdrukowywania pewnych właściwości kwantowych w wychodzący impuls światła laserowego, a następnie filtrowania wchodzącego światła, tak aby czujnik wykrywał tylko fotony o odpowiednich właściwościach kwantowych.

Rezultat: system obrazowania, który jest niezwykle czuły na fotony powracające od celu, ale ignoruje praktycznie wszystkie niechciane, zaszumione fotony. Takie podejście daje wyraźne obrazy 3D, nawet jeśli każdy foton przenoszący sygnał jest zagłuszany przez dużo więcej zaszumionych fotonów.

„Usuwając początkową detekcję fotonów, przesuwamy granice dokładnego obrazowania 3D w „hałaśliwych” środowiskach” – powiedział Patrick Rain, główny autor badania. „Wykazaliśmy, że jesteśmy w stanie zredukować hałas o około 40 000 razy w porównaniu z najbardziej zaawansowaną technologią obrazowania”.

W praktyce redukcja szumów QPMS może umożliwić wykorzystanie LIDAR do tworzenia dokładnych, szczegółowych obrazów 3D z odległości do 30 kilometrów. QPMS może być również używany do komunikacji w przestrzeni kosmicznej, gdzie ostre światło słoneczne zwykle zagłusza odległe impulsy laserowe. Być może najbardziej ekscytująca jest ta technologia, która może również dać naukowcom wyraźniejszy obraz najbardziej wrażliwych części ludzkiego ciała.

Zapewniając niemal bezgłośne obrazowanie jednofotonowe, system pomoże naukowcom w tworzeniu wyraźnych, bardzo szczegółowych obrazów ludzkiej siatkówki przy użyciu prawie niewidocznych, słabych wiązek laserowych, które nie uszkodzą wrażliwych tkanek oka.

Nanosatelita „Łabędź” zostanie wysłany w kosmos na żaglu słonecznym

Rosyjski nanosatelita „Łebed” może stać się pierwszym statkiem kosmicznym, który opuści ziemską orbitę za pomocą żagla słonecznego. Model lotu satelity można zaprezentować za trzy lata, po czym nastąpi lot testowy.

Technikę planuje się wykorzystać do misji badawczych, które potanieją ze względu na zaniechanie stosowania ciężkich silników napędowych - zmniejszy to całkowity ciężar sondy krajowej. Główną różnicą między konstrukcjami Lebed a obcymi jest unikalna konstrukcja wirnika dwułopatowego żagla, która umożliwia dziesięciokrotne zwiększenie jego powierzchni. Jako starszy wykładowca Moskiewskiego Państwowego Uniwersytetu Technicznego nazwany. Bauman Alexander Popov, dwułopatowy żagiel obrotowy, opatentowany przez uniwersytet, zostanie zainstalowany na Swan, który nie wymaga ramy do rozłożenia. „Dzięki temu spodziewamy się dziesięciokrotnego zwiększenia jego powierzchni przy tej samej masie konstrukcji” – zaznaczył naukowiec.

Według Popowa nowe urządzenie zostanie dostarczone przez rakietę nośną na orbitę o wysokości 1000 km. Następnie rozpocznie kontrolowany obrót, inicjowany przez manewrujące silniki elektrotermiczne - oporniki (otrzymują niezbędną energię z paneli słonecznych). Jednocześnie, dzięki sile odśrodkowej, ze specjalnych cylindrów po obu stronach satelity zostaną wystrzelone dwa żagle z jednostronną powłoką odblaskową. Ich łączna długość wyniesie około 320m.

Naukowcy opatentowali system zasilania Ziemi z kosmosu

Moskiewski Instytut Radiotechniczny Rosyjskiej Akademii Nauk otrzymał patent na system przesyłania energii z orbitującej elektrowni słonecznej na Ziemię, jak wynika z danych na stronie Federalnej Służby ds. Własności Intelektualnej.

Zgodnie z dokumentem naukowcy proponują rozmieszczenie kosmicznej elektrowni słonecznej na wysokości od 300 do 1000 kilometrów, a podczas lotu nad naziemnym punktem odbioru przesyłają energię zgromadzoną w bateriach elektrowni za pomocą mikrofal.

Jednocześnie na podobny patent amerykański z 1971 r. wskazuje patent rosyjski, w którym po raz pierwszy wysunięto pomysł stworzenia słonecznej elektrowni kosmicznej. Wówczas zaproponowano umieszczenie elektrowni na orbicie geostacjonarnej o wysokości 36 tys. km, co pozwoliłoby jej znajdować się cały czas praktycznie nad tym samym fragmentem powierzchni Ziemi i tym samym zapewnić stały transfer energii do Ziemi. Jednak w tym przypadku stacja odbiorcza musi znajdować się na równiku. Propozycja rosyjska umożliwia transfer energii w inne rejony Ziemi.

W 2018 r. pierwszy zastępca dyrektora generalnego holdingu Szwabe Siergiej Popow w rozmowie z RIA Nowosti powiedział, że rosyjscy naukowcy opracowują laser orbitalny ze zwierciadłem wzmacniakowym, który będzie w stanie przesyłać energię słoneczną do tych części Ziemia, na której niemożliwe lub niezwykle trudne jest zbudowanie elektrowni, w tym numer do Arktyki.

System rozpoznawania pozwoli dronom latać 10 razy szybciej i bez awarii

Inżynierowie z Uniwersytetu w Zurychu (Szwajcaria) zaprezentowali zupełnie nowy system unikania kolizji dla dronów - nic szybszego i dokładniejszego na świecie. Wyszli z tego, że szybkość reakcji wynosząca 20-40 milisekund, jak w wielu komercyjnych systemach bezzałogowych, nie wystarcza do zorganizowania bezpiecznego ruchu szybkich dronów. Aby zademonstrować możliwości swojego pomysłu, Szwajcarzy wykorzystali grę w bramkarza, ucząc drony mistrzowskiego unikania lecących w ich kierunku piłek.

Problem z czasem reakcji dronów na przeszkody ma dwa źródła. Po pierwsze, duża prędkość ruchu pojazdów latających w porównaniu z naziemnymi. Po drugie słaba moc obliczeniowa, przez co systemy pokładowe nie mają czasu na analizę sytuacji i rozpoznanie zakłóceń. Jako rozwiązanie inżynierowie zastąpili czujniki „kamerami zdarzeń”, zwiększając szybkość reakcji do 3,5 milisekundy.

Kamera zdarzeń reaguje tylko na zmiany jasności poszczególnych pikseli w kadrze i ignoruje inne, dlatego musi przetwarzać bardzo mało informacji, aby wykryć poruszający się obiekt na tle statycznym lub siedzącym. Stąd duża szybkość reakcji, ale w trakcie praktycznych eksperymentów okazało się, że ani istniejące drony, ani same kamery nie nadają się do tego celu. Zaletą szwajcarskich inżynierów jest to, że przerobili zarówno kamery, jak i platformę quadkopterów, a ponadto opracowali niezbędne algorytmy, w rzeczywistości tworząc nowy system.

Podczas gry w bramkarza dronowi z takim systemem w 90% przypadków udaje się uniknąć piłki rzuconej w niego z prędkością 10 m/s, z odległości zaledwie 3 m. A to w obecności tylko jedna kamera, jeśli wielkość zakłócenia jest z góry znana - obecność dwóch kamer pozwala mu dokładnie obliczyć wszystkie parametry zakłócenia i podjąć właściwą decyzję. Teraz inżynierowie pracują nad testowaniem systemu w ruchu podczas lotów po trudnych trasach. Według ich obliczeń w rezultacie bezzałogowe statki powietrzne będą mogły latać dziesięć razy szybciej niż obecnie, bez ryzyka kolizji.

Singapurscy naukowcy nauczyli się, jak zrobić doskonały aerożel ze starych opon

Naukowcy z National University of Singapore byli niezmiernie sfrustrowani faktem, że tylko 40% zużytych opon trafia do recyklingu, więc postanowili znaleźć alternatywne rozwiązanie tego problemu. Nie było jasnego planu, tylko pomysł - odizolować gumę od materiału opony i nadać jej nowy kształt. Na przykład zamień go w porowatą bazę aerożelu - strukturę komórkową, w której komórki są wypełnione gazem.

W trakcie eksperymentów naukowcy namoczyli cienkie fragmenty opon w mieszaninie „przyjaznych dla środowiska” rozpuszczalników i wody, aby oczyścić gumę z zanieczyszczeń. Następnie roztwór trawiono do uzyskania jednorodnej masy, schładzano do -50°C i liofilizowano w komorze próżniowej przez 12 godzin. Wyjściem był gęsty i lekki aerożel.

W przeciwieństwie do innych rodzajów aerożeli, wersja na bazie gumy okazała się wielokrotnie mocniejsza. A po nałożeniu powłoki z metoksytrimetylosilanu stała się również wodoodporna, co od razu przesądziło o jej obiecującym polu zastosowania – jako sorbent do likwidacji wycieków ropy. Wczorajsze śmieci pomogą pozbyć się innego rodzaju odpadów i zanieczyszczeń.

Ale przede wszystkim singapurscy naukowcy są zadowoleni z ekonomicznej strony wynalazku. Stworzenie arkusza gumowego aerożelu o powierzchni 1 m2. i grubości 1 cm zajmuje 12-13 godzin i kosztuje 7 USD. Proces można łatwo rozbudować i przekształcić w biznes atrakcyjny komercyjnie. Zwłaszcza biorąc pod uwagę ogromne rezerwy i taniość materiału źródłowego.

W Federacji Rosyjskiej powstaje bezzałogowa taksówka powietrzna

W Rosji powstaje bezzałogowa taksówka powietrzna, która będzie mogła przewozić pasażerów na odległość 500 km z prędkością przelotową 500 km/h. Do 2025 roku ma powstać pierwszy eksperymentalny model, który posłuży do pionowego startu i lądowania.

Oczekuje się, że zostanie wyprodukowany kolejny model samolotowy, którego ładowność wyniesie 500 kg (czterech pasażerów), pisze gazeta Izwiestia.

Taka powietrzna taksówka jest przeznaczona przede wszystkim do użytku w miastach liczących ponad milion mieszkańców oraz w największych regionach kraju. Wykorzystanie pojazdu stanie się istotne ze względu na brak pasów startowych w Rosji, wyjaśnili twórcy z National Technology Initiative (NTI).

„Wysoką prędkość pojazdu zapewni zamontowana na pokładzie turbina gazowa podłączona do generatora elektrycznego. Zasila sześć silników stacjonarnych przez baterię superkondensatorów”- powiedział Pavel Bulat, zastępca współdyrektora grupy roboczej Aeronet w NTI. Według niego silniki będą obracać wentylatory podnoszące i podtrzymujące, które zostaną całkowicie schowane w kadłubie, który działa jak skrzydło. Planuje się, że sterowanie będzie realizowane za pomocą sterów odrzutowych oraz poprzez zmianę wektora ciągu. Elektronika zasilania samochodu będzie wykonana z węglika krzemu zamiast tradycyjnego krzemu.

Innowacyjny będzie również materiał korpusu. Projektanci zamierzają wykorzystać najnowszy stop aluminium i skandu. Został opracowany w Wszechrosyjskim Instytucie Materiałów Lotniczych. Stworzy to lekki, całkowicie metalowy, spawany kadłub.

Toyota i Lexus opracowują technologię, dzięki której kradzież samochodu nie ma sensu

Kradzież samochodów to jeden z największych problemów, z jakimi borykają się właściciele samochodów. Nawet systemy alarmowe nie zawsze radzą sobie ze swoim zadaniem, ale producenci mają już bardziej zaawansowane rozwiązanie. Od 2020 roku cała gama marek Toyota i Lexus w Rosji będzie chroniona unikalnym identyfikatorem antykradzieżowym T-Mark / L-Mark.

Identyfikator to oznaczenie samochodu mikrokropkami z folii o średnicy 1 mm, na której naniesiony jest unikalny kod PIN, powiązany z numerem VIN konkretnego samochodu. Łącznie na różne elementy nadwozia i zespoły nakłada się do 10 000 takich punktów. Możesz sprawdzić ich zgodność z „dołączonym” pojazdem na stronach toyota.ru i lexus.ru.

Zastosowanie oznaczenia umożliwia organom ścigania i nabywcom używanych samochodów weryfikację danych „paszportowych” samochodu z faktyczną datą jego produkcji, wyposażeniem, marką i numerem silnika oraz innymi cechami. Producent pozycjonuje identyfikatory jako rozwiązanie, które znacząco zmniejsza zainteresowanie porywaczy samochodami Toyota i Lexus oraz pozwala wykluczyć możliwość odsprzedaży przez nich pojazdów na rynku wtórnym.

Pierwszym samochodem, który na krajowym rynku otrzymał znak L, był Lexus ES - według producenta do tej pory nie było przypadków kradzieży tego sedana wyposażonego w oznaczenia antykradzieżowe. Dodatkowo właściciele oznaczonych samochodów mają zniżki do 15% na polisę CASCO na ryzyko kradzieży. Oczekuje się, że proces wyposażenia gamy marek Toyota i Lexus w Rosji w T-Mark / L-Mark zostanie zakończony w 2020 roku.

Rosyjski silnik elektryczny na nadprzewodnikach będzie testowany w locie

Specjaliści z TsIAM im. PI Baranov rozpoczął przygotowania do testów pierwszej w Rosji elektrowni hybrydowej z silnikiem elektrycznym. RIA Novosti poinformowała o tym dzień wcześniej, powołując się na służbę prasową ośrodka badań naukowych.

W połowie tego miesiąca przedstawiciele instytutu odwiedzili FSUE SibNIA im. SA Chaplygin”, gdzie zbadali latające laboratorium w bazie Jak-40, gdzie w przyszłości planowane jest przetestowanie obiecującej jednostki. Oczekuje się, że testy w locie odbędą się za 2 lata. Planowane jest zainstalowanie najnowszego wysokotemperaturowego silnika elektrycznego na nadprzewodnikach oraz systemu chłodzenia w nosie samolotu, stworzonego przez ZAO Superox na zlecenie FPI. Przypomnijmy, że ta jednostka to unikatowe rozwiązanie krajowe, które jest w stanie zapewnić wymierną przewagę w gęstości mocy i sprawności elementów instalacji hybrydowej w porównaniu z tradycyjnymi urządzeniami elektrycznymi.

Z kolei zamiast jednego z trzech silników w „ogonie” latającego laboratorium zostanie zainstalowany turbowałowy zespół turbiny gazowej z prądnicą, opracowany przez USATU. Jednostki sterowania i baterie zostaną umieszczone w kabinie Jak-40. Inżynierowie testowi będą tam również podczas lotu. Głównym celem nadchodzących testów jest stworzenie demonstratora elektrowni hybrydowej, która w przyszłości może zostać zainstalowana na obiecujących międzyregionalnych rosyjskich samolotach.

Zalecana: