3 technologie, które są nietypowe nawet na 2019 rok

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Mikrobateria jądrowa, pierwsza na świecie elektrownia „falowa” i łódź podwodna. Teraz opowiemy więcej o tych trzech niezwykłych wydarzeniach bardziej szczegółowo.

„Wieczna” bateria jądrowa NanoTritium

W 2005 roku kanadyjska firma CityLabs rozpoczęła aktywny rozwój akumulatora, który mógłby wytrzymać wiele lat. W swoich badaniach inżynierowie zaczęli od rozwoju Larry'ego Olsena, który rozpoczął się w latach siedemdziesiątych XX wieku. Wtedy to Olsen zaproponował model radioizotopowego źródła zasilania.

A w 2008 roku, trzy lata po rozpoczęciu prac, CityLabs wystawił „do sprzedaży” pierwsze próbki NanoTritium – komercyjnego akumulatora P100. Jego maksymalna moc jest niewielka - tylko siedemdziesiąt pięć nanowatów, różne wersje są w stanie wytworzyć od pięćdziesięciu do trzystu nanoamperów. Żywotność - dwadzieścia lat (z plusem, jak mówią programiści). Forma uwalniania akumulatorów P100 jest w postaci mikroukładów LCC 44 i LCC68.

W przeciwieństwie do baterii chemicznych, NanoTritium jest fizycznym źródłem energii, to znaczy nie zawiera aktywnych chemikaliów. Chociaż podczas pracy uwalniany jest hel, występuje on w bardzo małych ilościach i nie stanowi zagrożenia toksycznego. Również bezpieczny dla ludzi i promieniowania z rozpadu trytu (jak uważają naukowcy), ponieważ rozprzestrzenia się w powietrzu dosłownie kilka milimetrów od akumulatora.

Schemat działania baterii trytowej P100

Podstawą baterii jest rozkład trytu (jest to ciężki izotop wodoru, bardzo rzadki i drogi). Okres półtrwania trytu wynosi nieco ponad dwanaście lat. Uzyskuje się go na dwa sposoby – przez napromieniowanie litu izotopem litu i neutronami lub poprzez przetwarzanie „ciężkiej” wody z reaktorów.

W 2018 roku CityLabs wprowadził nową serię NanoTritium, P200, zasilacz o napięciu od 0,8 do 2,4 V i natężeniu od 52 do 156 mikroamperów. Baterie mogą działać w zakresie temperatur od minus czterdzieści - plus osiemdziesiąt stopni Celsjusza.

Zastosowania baterii o niskim poborze mocy są w rzeczywistości dość zróżnicowane: w czujnikach ciśnienia/temperatury otoczenia, czujnikach inteligentnych, implantach medycznych, bateriach litowych wielokrotnego ładowania, półpasywnych i aktywnych RFID (identyfikacja częstotliwości radiowej), zegarach krzemowych, podtrzymywaniu pamięci SRAM, głębinach morskich czujniki szybów naftowych, procesory małej mocy (np. ASIC, FPGA, bloki mikrokontrolerów itp.).

Pelamis Wave Power - „węże morskie”, które pożerają fale

Energia generowana przez fale mórz i oceanów Ziemi jest ogromna. Byli nawet naukowcy, którzy obliczyli, że równa się dwóm terawatom. Dokładna liczba lub nie, nie jest tak ważna, najważniejsze jest to, że ten zasób jest odnawialny i w żaden sposób nie wpływa na pogorszenie sytuacji ekologicznej na świecie.

Szkoccy inżynierowie z firmy Pelamis Wave Power próbowali wykorzystać tę energię i zbudowali niesamowity mechanizm. Jej rozwój rozpoczął się już w 1998 roku – wtedy zrodził się pomysł, ale firma długo nie znalazła środków potrzebnych na jego budowę. Po otrzymaniu grantu badawczego w 2002 roku zbudowano prototyp w Pelamis Wave Power. Na jej podstawie w 2005 roku została podpisana umowa z portugalską firmą Enersis na budowę pierwszej na świecie elektrowni „falowej”.

Podstawą portugalskiej stacji są konwertery Pelamis P-750, każdy o długości stu czterdziestu metrów i grubości trzech i pół metra, które też ważą sporo – około siedmiuset pięćdziesiąt ton (z pełnym obciążeniem). Pelamis P-750 to półzanurzona konstrukcja składająca się z czterech sekcji połączonych specjalnymi zawiasami. Kołysząc się na falach, sekcje „węża czerwonego morza” wyginają się na tych zawiasach.

Każdy konwerter wykorzystuje trzy moduły konwersji energii. Składają się ze złożonego, zamkniętego układu hydraulicznego, w którym tłoki hydrauliczne pompują olej, wymuszając obracanie się generatorów elektrycznych. Trzeba też rozsądnie rozmieścić przetworniki – tam, gdzie jest więcej fal, tam mocniej kołysząc się na nich, Pelamis będzie generował więcej prądu.

Jesienią 2008 roku, na północno-zachodnim wybrzeżu Portugalii, w pobliżu Povua de Varzima, elektrownia Agucadoura Wave Farm wyprodukowała pierwszą energię elektryczną „pobraną” z fal. Moc szczytowa jednego konwertera „węża” Pelamis P-750 wynosi 750 kW. Portugalska elektrownia ma trzy instalacje. Tak więc, zgodnie z obliczeniami, są one w stanie dostarczyć do dwóch i ćwierć megawata (muszę powiedzieć, że uruchamiając średnio, każda instalacja produkowała sto pięćdziesiąt kilowatów, czyli czterysta pięćdziesiąt razem).

Dalsze losy tej niesamowitej instalacji są smutne. Po dwóch miesiącach eksploatacji został odłączony i zwrócony do Pelamis Wave Power, aby naprawić problemy z łożyskiem przegubu. W tym samym czasie Babcock & Brown (założyciel PWP) został zmuszony do zatrudnienia zewnętrznego menedżera z powodu trudności finansowych. Projekt Pelamis został oficjalnie zamknięty.

PS. To jednak nie koniec historii. W październiku 2016 r., po tym, jak chińska firma zaprezentowała podobny produkt w postaci węża morskiego, byli pracownicy Pelamis Wave Power spekulowali na temat szpiegostwa przemysłowego: po wizycie chińskiej delegacji w 2011 r. w budynku firmy brakowało kilku laptopów.

Cóż, jeszcze jedna technologia, raczej jako rozrywka:

Niesamowita nimfa Necker „latająca” pod wodą

Wyobraź sobie - aparat przypominający samolot z lekkim silnikiem, płynnie kołyszący się na falach. A potem pilot, upewniając się, że pasażerowie są na swoich miejscach, rozpędza go, zmuszając do „nurkowania”… I coraz dalej zabiera go od lśniącej tafli wody, w niezapomnianą podwodną podróż.

Takie urządzenie faktycznie istnieje. Nazywa się Necker Nymph i jest pierwszym tego typu pojazdem podwodnym. Konstrukcja ma otwarty kokpit, posiada pozytywną pływalność, a co najważniejsze, wykorzystuje nie zwykłą metodę (balast) do nurkowania, ale „aerodynamiczne” właściwości skrzydeł.

Na pokładzie mogą znajdować się trzy osoby – jeden „pilot” i dwóch „pasażerów”. Chronią je przed napływającą wodą owiewki, podobnie jak w samochodach wyścigowych - specjalne „przednie szyby”, które odciążają napór strumienia wody. Trudno sobie wyobrazić bardziej panoramiczny widok z otwartego kokpitu! Sterowanie realizowane jest przez pilota za pomocą joysticka.

Joystick steruje pochyleniem, przechyleniem i odchyleniem, a drążek przepustnicy steruje ruchem do przodu i do tyłu. Komputer pokładowy i nawigacyjny (FAN-C), podobny do tych stosowanych w nowoczesnych myśliwcach, monitoruje prędkość, głębokość i utrzymuje nurkowanie w ustalonych granicach. Statek jest również wyposażony w potrójny nadmiarowy system podtrzymywania życia i automatycznie powróci na powierzchnię w przypadku jakiejkolwiek awarii.

Czas trwania nurkowania to dwie godziny (tyle powietrza w butlach nurków), maksymalna głębokość to około trzydziestu metrów, minimalna prędkość pod wodą to około dwóch km/h (nieco więcej niż jeden węzeł), maksymalna to około jedenaście km / h (sześć węzłów). Wymiary Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, waga siedemset pięćdziesiąt kg.

Firma Hawkes Ocean Technologies (HOT) rozpoczęła rozwój tego typu urządzeń pod koniec lat 90., kiedy łodzie podwodne DeepFlight nie wykorzystywały balastu do zanurzania, ale wykorzystywały „ujemną siłę nośną” wytworzoną przez skrzydła. Necker Nymph został również opracowany pod kryptonimem DeepFlight Merlin.

Właścicielem tego niesamowitego urządzenia jest szef Virgin Group, Richard Branson, a zaprojektowali je i stworzyli Graham Hawkes. Koszt urządzenia to 670.000 dolarów.