TOP-9 deurbraak energiebesparende tegnologieë van die toekoms

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

Vars nuus oor wetenskap en tegnologie. Ons publiseer die jongste ontdekkings van wetenskaplikes, tegniese resensies, die jongste nuus van die internet en hoëtegnologie.

Nuwe sonsel breek doeltreffendheidrekord

Die stapel van perovskiet-sonselle bo-op silikon-sonselle is een manier om die hoeveelheid sonlig wat gebruik word, te verhoog.

Die gebruik van fotovoltaïese sonkragselle as 'n hernubare energiebron neem toe namate die tegnologie doeltreffender en goedkoper word.

Die stapel van perovskiet-sonselle bo-op silikonselle is een manier om die hoeveelheid sonlig wat gebruik word te verhoog, en nou het navorsers by die Australiese Nasionale Universiteit 'n doeltreffendheidsrekord vir hierdie tandem-sonselle gebreek.

Die navorsers sê hul nuwe sonselle gebaseer op perovskiet en silikon het 27,7% doeltreffendheid behaal om sonlig in energie om te skakel. Dit is meer as dubbeld wat tegnologie net vyf jaar gelede kon produseer (13,7 persent), en dit is 'n ordentlike stap hoër as die verslae twee jaar gelede - 25,2 persent.

Interessant genoeg presteer die tegnologie reeds beter as die meeste kommersieel beskikbare sonpanele, wat rondom die 20 persent doeltreffendheidmerk beweeg. Hulle is uitsluitlik op silikon gebaseer en sal na verwagting in die volgende paar jaar hul maksimum limiet bereik.

Beide silikon en perovskiet is goed om sonlig in energie om te skakel, maar saam werk hulle selfs beter. Dit is omdat die twee materiale lig van verskillende golflengtes absorbeer – silikon versamel hoofsaaklik rooi en infrarooi lig, terwyl perovskiet in groen en blou spesialiseer.

Om die meeste hiervan te maak, stapel die navorsers deurskynende perovskiet-selle bo-op silikonselle. Perovskiet tel op wat dit nodig het, terwyl ander golflengtes na silikon gefiltreer word.

Wetenskaplikes werk nou daaraan om doeltreffendheid nog meer te verbeter, met die tegnologie wat kommersialiseer vinnig nader. Doeltreffendheid moet ongeveer 30 persent wees voordat dit lewensvatbaar is vir massaproduksie, volgens die navorsers, en dit sal na verwagting teen 2023 gebeur.

Nuwe 3D-beeldingstelsel kan enkele fotone vasvang

Nuwe tegnologie is die eerste werklike demonstrasie van enkel-foton geraasvermindering

Navorsers by Stevens Institute of Technology het’n 3D-beeldingstelsel geskep wat die kwantum-eienskappe van lig gebruik om beelde te skep wat 40 000 keer skerper as huidige tegnologie is. Die ontdekking baan die weg vir effektiewe gebruik van die LIDAR-stelsel in selfbesturende motors en satellietkarteringstelsels, kommunikasie in die ruimte, ens.

Die werk spreek 'n langdurige probleem aan met LIDAR, wat lasers op verafgeleë teikens afvuur en dan gereflekteerde lig opspoor. Terwyl die ligdetektors wat in hierdie stelsels gebruik word sensitief genoeg is om gedetailleerde beelde van 'n paar fotone te skep - klein deeltjies lig, is dit moeilik om gereflekteerde fragmente van laserlig van helderder agtergrondlig soos sonlig te onderskei.

"Hoe meer sensitief ons sensors word, hoe meer sensitief word hulle vir agtergrondgeraas," sê die wetenskaplikes. “Dit is die probleem wat ons tans probeer oplos.” Die nuwe tegnologie is die eerste werklike demonstrasie van enkel-foton ruisonderdrukking deur gebruik te maak van 'n tegniek genaamd Quantum Parametric Sorting Mode of QPMS, wat die eerste keer in 2017 voorgestel is.

Anders as die meeste geraasfiltreringsnutsmiddels wat staatmaak op sagteware-naverwerking om raserige beelde skoon te maak, bekragtig QPMS kwantumlighandtekeninge deur eksotiese nie-lineêre optika te gebruik om eksponensieel skoner beelde op die sensorvlak te skep.

Om 'n spesifieke foton te vind wat inligting dra te midde van agtergrondgeraas is soos om een sneeuvlok uit 'n sneeustorm te probeer ruk - maar dit is presies wat die navorsers daarin geslaag het. Hulle beskryf 'n metode om sekere kwantum-eienskappe in 'n uitgaande puls van laserlig in te druk en dan die inkomende lig te filter sodat die sensor net fotone met ooreenstemmende kwantum-eienskappe opspoor.

Die resultaat: 'n beeldstelsel wat ongelooflik sensitief is vir fotone wat van sy teiken af terugkeer, maar wat feitlik alle ongewenste raserige fotone ignoreer. Hierdie benadering lewer skerp 3D-beelde, selfs wanneer elke foton wat die sein dra, deur baie meer raserige fotone verdrink word.

"Deur die aanvanklike fotonbespeuring uit te vee, verskuif ons die grense van akkurate 3D-beelding in 'raaserige' omgewings," het Patrick Rain, hoofskrywer van die studie, gesê. "Ons het gewys dat ons die hoeveelheid geraas kan verminder met ongeveer 40 000 keer wat die mees gevorderde beeldtegnologie kan verskaf."

In praktiese terme, kan QPMS geraasvermindering dit moontlik maak om LIDAR te gebruik om akkurate, gedetailleerde 3-D beelde op afstande van tot 30 kilometer te skep. QPMS kan ook vir diepruimtekommunikasie gebruik word, waar harde glans van die son gewoonlik verafgeleë laserpulse verdrink. Die opwindendste is miskien dat hierdie tegnologie navorsers ook 'n duideliker beeld van die sensitiefste dele van die menslike liggaam kan gee.

Deur byna stil enkelfotonbeelding te verskaf, sal die stelsel navorsers help om duidelike, hoogs gedetailleerde beelde van die menslike retina te skep deur byna onsigbare, dowwe laserstrale te gebruik wat nie die sensitiewe weefsels van die oog sal beskadig nie.

Nanosatelliet "Swan" sal op 'n sonseil die ruimte ingestuur word

Die Russiese nanosatelliet "Lebed" kan die eerste ruimtetuig word wat die Aarde se wentelbaan verlaat met behulp van 'n sonseil.’n Vlugmodel van die satelliet kan oor drie jaar aangebied word, waarna’n toetsvlug sal volg.

Die tegniek word beplan om vir navorsingsmissies gebruik te word, wat goedkoper sal word as gevolg van die staking van die gebruik van swaar aandryfenjins - dit sal die totale gewig van die binnelandse sonde verminder. Die belangrikste verskil tussen die Lebed- en buitelandse ontwerpe is die unieke rotorontwerp van die tweelemseil, wat dit moontlik maak om sy oppervlakte tienvoudig te vergroot. Soos die senior lektor van die Moskou Staat Tegniese Universiteit genoem. Bauman Alexander Popov, 'n tweelem-draaiseil, gepatenteer deur die universiteit, sal op die Swan geïnstalleer word, wat nie 'n raam benodig om te ontplooi nie. "Danksy dit verwag ons om sy oppervlakte tienvoudig te vergroot met dieselfde gewig van die struktuur," het die wetenskaplike opgemerk.

Volgens Popov sal die nuwe toestel deur 'n lanseervoertuig in 'n wentelbaan met 'n hoogte van 1 000 km afgelewer word. Daarna sal dit 'n beheerde rotasie begin, geïnisieer deur elektrotermiese motors - resistojets (hulle sal die nodige energie van sonpanele ontvang) te rangeer. Terselfdertyd, as gevolg van sentrifugale krag, sal twee seile met 'n eensydige reflektiewe laag van spesiale silinders aan beide kante van die satelliet gelanseer word. Hulle totale lengte sal ongeveer 320 m wees.

Wetenskaplikes het die stelsel van kragvoorsiening van die aarde vanuit die ruimte gepatenteer

Die Moscow Radio Engineering Institute van die Russiese Akademie van Wetenskappe het 'n patent ontvang vir 'n stelsel vir die oordrag van energie vanaf 'n wentelende sonkragaanleg na die aarde, volgens die data op die webwerf van die Federale Diens vir Intellektuele Eiendom.

Volgens die dokument stel wetenskaplikes voor om 'n ruimtesonkragaanleg op 'n hoogte van 300 tot 1000 kilometer te ontplooi en, wanneer hulle oor 'n grondontvangspunt vlieg, die energie wat in die kragsentrale se batterye opgehoop word, met behulp van mikrogolwe oor te dra.

Terselfdertyd word 'n soortgelyke Amerikaanse patent van 1971 in die Russiese patent aangedui, waarin die idee van die skepping van 'n sonkragsentrale vir die eerste keer voorgehou is. Toe is voorgestel om die kragsentrale in 'n geostasionêre wentelbaan te plaas met 'n hoogte van 36 duisend kilometer, wat dit sou toelaat om heeltyd feitlik bo dieselfde gedeelte van die Aarde se oppervlak te wees en sodoende 'n konstante oordrag van energie na die Aarde te verseker. In hierdie geval moet die ontvangstasie egter by die ewenaar geleë wees. Die Russiese voorstel maak dit moontlik om energie na ander streke van die Aarde oor te dra.

In 2018 het die eerste adjunk-hoofdirekteur van die Shvabe-hoewe, Sergei Popov, in 'n onderhoud met RIA Novosti gesê dat Russiese wetenskaplikes besig is om 'n orbitale laser met 'n herhalerspieël te ontwikkel wat in staat sal wees om sonenergie na daardie dele van die Aarde waar dit onmoontlik of uiters moeilik is om kragsentrales te bou, insluitend nommer na die Arktiese gebied.

Die herkenningstelsel sal hommeltuie 10 keer vinniger laat vlieg en nie neerstort nie

Ingenieurs van die Universiteit van Zürich (Switserland) het 'n fundamenteel nuwe botsingvermydingstelsel vir hommeltuie aangebied - nog niks vinniger en meer akkuraat in die wêreld nie. Hulle het uitgegaan van die feit dat reaksietempo's van 20-40 millisekondes, soos in baie kommersiële onbemande stelsels, nie genoeg is om die veilige beweging van hoëspoedvlieënde hommeltuie te organiseer nie. Om die vermoëns van hul breinkind te demonstreer, het die Switsers die uitsmyterspeletjie gebruik en hommeltuie geleer om balle wat na hulle vlieg, meesterlik te ontduik.

Die probleem met hommeltuie se reaksietyd op hindernisse het twee wortels. Eerstens, die hoë spoed van beweging van vlieënde voertuie in vergelyking met grond. Tweedens, swak rekenaarkrag, waardeur boordstelsels nie tyd het om die situasie te ontleed en die inmenging te herken nie. As 'n oplossing het die ingenieurs die sensors vervang met "gebeurteniskameras", wat die reaksiespoed tot 3,5 millisekondes verhoog het.

Die gebeurteniskamera reageer slegs op veranderinge in die helderheid van individuele pixels in die raam en ignoreer ander, dus moet dit baie min inligting verwerk om 'n bewegende voorwerp teen 'n statiese of sittende agtergrond op te spoor. Vandaar die hoë reaksiespoed, maar in die loop van praktiese eksperimente het dit geblyk dat nóg die bestaande hommeltuie nóg die kameras self geskik is vir hierdie doel. Die verdienste van die Switserse ingenieurs is dat hulle beide die kameras en die platform van die quadcopters herbou het, plus hulle het die nodige algoritmes ontwikkel, om die waarheid te sê, 'n nuwe stelsel te skep.

Wanneer 'n uitsmyter speel, slaag 'n hommeltuig met so 'n stelsel in 90% van die gevalle daarin om 'n bal te ontduik wat teen 'n spoed van 10 m / s gegooi word, vanaf 'n afstand van slegs 3 m. En dit is in die teenwoordigheid van slegs een kamera, as die grootte van die steuring vooraf bekend is - die teenwoordigheid van twee kameras stel hom in staat om al die parameters van die steuring akkuraat te bereken en die regte besluit te neem. Nou werk ingenieurs daaraan om die stelsel in beweging te toets wanneer hulle op moeilike roetes vlieg. Volgens hul berekeninge sal UAV's gevolglik tien keer vinniger as nou kan vlieg, sonder die risiko van botsing.

Singapoer-wetenskaplikes het geleer hoe om uitstekende aerogel van ou bande te maak

Wetenskaplikes aan die Nasionale Universiteit van Singapoer was uiters gefrustreerd deur die feit dat slegs 40% van gebruikte bande vir herwinning gaan, en daarom het hulle begin om 'n alternatiewe oplossing vir hierdie probleem te vind. Daar was geen duidelike plan nie, net 'n idee - om rubber van die bandmateriaal te isoleer en dit 'n nuwe vorm te gee. Verander dit byvoorbeeld in 'n poreuse aerogelbasis - 'n sellulêre struktuur waarin die selle met gas gevul is.

In die loop van die eksperimente het die wetenskaplikes dun stukkies bande in 'n mengsel van "omgewingsvriendelike" oplosmiddels en water geweek om die rubber van onsuiwerhede te reinig. Daarna is die oplossing verteer totdat 'n eenvormige massa gevorm is, afgekoel tot -50 ° C en gevriesdroog in 'n vakuumkamer vir 12 uur. Die uitset was 'n digte en liggewig aerogel.

Anders as ander soorte aerogels, het die rubber-gebaseerde weergawe baie keer sterker geblyk te wees. En nadat die deklaag van metoksitrimielsilaan aangebring is, het dit ook waterbestand geword, wat dadelik sy belowende toepassingsveld bepaal het - as 'n sorbens vir die likwidasie van oliestortings. Gister se vullis sal help om van nog 'n soort afval en besoedeling ontslae te raak.

Maar bowenal is Singapoer-wetenskaplikes tevrede met die ekonomiese sy van die uitvinding. Skep van 'n vel rubber-aerogel met 'n oppervlakte van 1 vierkante meter. en 1 cm dik neem 12-13 uur en kos $7. Die proses kan maklik opgeskaal word en omskep word in 'n kommersieel aantreklike besigheid. Veral gegewe die enorme reserwes en die goedkoopheid van die bronmateriaal.

’n Onbemande lugtaxi word in die Russiese Federasie ontwikkel

’n Onbemande lugtaxi word in Rusland geskep, wat passasiers oor’n afstand van 500 km teen’n kruisspoed van 500 km/h sal kan vervoer. Die eerste eksperimentele model word beplan om teen 2025 geskep te word, dit sal gebruik word vir vertikale opstyg en landing.

Daar word verwag dat’n verdere vlugmodel vervaardig sal word waarvan die drakrag 500 kg (vier passasiers) sal wees, skryf die koerant Izvestia.

So 'n lugtaxi is hoofsaaklik ontwerp vir gebruik in stede met 'n bevolking van meer as een miljoen en in die land se grootste streke. Die gebruik van die voertuig sal relevant word weens die gebrek aan aanloopbane in Rusland, het die ontwikkelaars van die Nasionale Tegnologie-inisiatief (NTI) verduidelik.

“Die hoë spoed van die voertuig sal verseker word deur 'n gasturbine-eenheid wat aan boord geïnstalleer is en aan 'n elektriese kragopwekker gekoppel is. Dit voer ses stilstaande enjins deur 'n battery superkapasitors,” het Pavel Bulat, adjunk-mededirekteur van die Aeronet-werkgroep by NTI, gesê. Volgens hom sal die enjins hef- en onderhouwaaiers roteer, wat heeltemal in die romp, wat as 'n vlerk dien, ingetrek sal word. Die beheer word beplan om deur straalroere uitgevoer te word en deur die stootvektor te verander. Die kragelektronika vir die motor sal van silikonkarbied in plaas van tradisionele silikon gemaak word.

Die liggaamsmateriaal sal ook innoverend wees. Die ontwerpers gaan die nuutste aluminium en skandiumlegering gebruik. Dit is ontwikkel by die All-Russian Institute of Aviation Materials. Dit sal 'n liggewig geheelmetaal-gesweis romp skep.

Toyota en Lexus ontwikkel tegnologie om motorkaping betekenisloos te maak

Motordiefstal is een van die grootste probleme waarmee motoreienaars te kampe het. Selfs alarmstelsels hanteer nie altyd hul taak nie, maar vervaardigers het reeds 'n meer gevorderde oplossing. Vanaf 2020 sal die hele reeks Toyota- en Lexus-handelsmerke in Rusland beskerm word deur die unieke anti-diefstal identifiseerder T-Mark / L-Mark.

Die identifiseerder is 'n merk van 'n motor met mikrokolletjies van 'n film met 'n deursnee van 1 mm, waarop 'n unieke PIN-kode aangebring is, wat met die VIN-nommer van 'n spesifieke motor geassosieer word. In totaal word tot 10 000 sulke punte op verskeie liggaamselemente en samestellings toegepas. U kan nagaan of hulle voldoen aan die "aangehegte" voertuig op die webwerwe toyota.ru en lexus.ru.

Die gebruik van merk laat wetstoepassingsagentskappe en kopers van gebruikte motors toe om die "paspoort"-data van die motor te verifieer met die werklike datum van sy vervaardiging, toerusting, fabrikaat en enjinnommer en ander kenmerke. Die vervaardiger posisioneer identifiseerders as 'n oplossing wat die belangstelling van kapers in Toyota- en Lexus-motors aansienlik verminder en dit moontlik maak om die moontlikheid van herverkoop van voertuie deur hulle op die sekondêre mark uit te sluit.

Die eerste motor wat die L-Mark op die binnelandse mark ontvang het, was die Lexus ES – volgens die vervaardiger was daar tot op hede geen gevalle van diefstal van hierdie sedan toegerus met anti-diefstal merke nie. Daarbenewens het die eienaars van gemerkte motors afslag van tot 15% op die CASCO-beleid oor die risiko van diefstal. Daar word verwag dat die proses om die reeks Toyota- en Lexus-handelsmerke in Rusland met die T-Mark / L-Mark toe te rus gedurende 2020 voltooi sal wees.

Russiese elektriese motor op supergeleiers sal tydens vlug getoets word

Spesialiste van TsIAM vernoem na PI Baranov het voorbereidings begin om die eerste hibriede kragsentrale in Rusland met 'n elektriese motor te toets. RIA Novosti het die vorige dag daaroor berig, met verwysing na die persdiens van die wetenskaplike toetssentrum.

In die middel van hierdie maand het verteenwoordigers van die instituut FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , waar hulle die vlieënde laboratorium by die Yak-40-basis ondersoek het, waar daar beplan word om 'n belowende eenheid in die toekoms te toets. Vlugtoetse sal na verwagting oor 2 jaar plaasvind. Daar word beplan om die nuutste hoë-temperatuur elektriese motor op supergeleiers en 'n verkoelingstelsel in die neus van die vliegtuig te installeer, geskep deur ZAO Superox in opdrag van die FPI. Onthou dat hierdie eenheid 'n unieke huishoudelike ontwikkeling is, wat 'n tasbare voordeel in kragdigtheid en doeltreffendheid van die komponente van 'n hibriede installasie kan bied, in vergelyking met tradisionele elektriese toerusting.

Op sy beurt, in plaas van een van die drie motors in die "stert" van die vlieënde laboratorium, sal 'n turboas-gasturbine-eenheid met 'n elektriese kragopwekker, wat deur die USATU ontwikkel is, geïnstalleer word. Beheerstelseleenhede en batterye sal in die Yak-40-kajuit geplaas word. Toetsingenieurs sal ook tydens die vlug daar wees. Die hoofdoel van die komende toetse is om 'n demonstreerder van 'n hibriede kragsentrale te skep, wat in die toekoms op belowende interstreek Russiese vliegtuie geïnstalleer kan word.