Teknologjitë kryesore të kursimit të energjisë TOP-9 të së ardhmes

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Lajme të reja të shkencës dhe teknologjisë. Ne publikojmë zbulimet më të fundit të shkencëtarëve, rishikimet teknike, lajmet më të fundit nga interneti dhe teknologjia e lartë.

Qeliza e re diellore thyen rekordin e efikasitetit

Vendosja e qelizave diellore perovskite në majë të qelizave diellore të silikonit është një mënyrë për të rritur sasinë e dritës së diellit të përdorur.

Përdorimi i qelizave fotovoltaike diellore si një burim energjie të rinovueshme është në rritje pasi teknologjia bëhet më efikase dhe më pak e kushtueshme.

Vendosja e qelizave diellore perovskite mbi qelizat e silikonit është një mënyrë për të rritur sasinë e dritës së diellit të përdorur dhe tani studiuesit në Universitetin Kombëtar Australian kanë thyer një rekord efikasiteti për këto qeliza diellore tandem.

Studiuesit thonë se qelizat e tyre të reja diellore të bazuara në perovskite dhe silikon kanë arritur efikasitet 27.7% në shndërrimin e dritës së diellit në energji. Kjo është më shumë se dyfishi i asaj që teknologjia mund të kishte prodhuar vetëm pesë vjet më parë (13.7 përqind), dhe ky është një hap i mirë nga raportet e dy viteve më parë - 25.2 përqind.

Është interesante se teknologjia tashmë tejkalon shumicën e paneleve diellore të disponueshme komerciale, të cilat lëvizin rreth 20 përqind të efikasitetit. Ato bazohen vetëm në silikon dhe pritet të arrijnë kufirin e tyre maksimal në vitet e ardhshme.

Si silikoni ashtu edhe perovskiti janë të mirë në shndërrimin e dritës së diellit në energji, por së bashku funksionojnë edhe më mirë. Kjo është për shkak se të dy materialet thithin dritën me gjatësi vale të ndryshme - silikoni mbledh kryesisht dritën e kuqe dhe infra të kuqe, ndërsa perovskiti është i specializuar në jeshile dhe blu.

Për të përfituar sa më shumë nga kjo, studiuesit vendosin qeliza perovskite të tejdukshme mbi ato silikoni. Perovskiti merr atë që i nevojitet, ndërsa gjatësitë e tjera të valës filtohen në silikon.

Shkencëtarët tani po punojnë për të përmirësuar efikasitetin edhe më shumë, me teknologjinë që po komercializohet me shpejtësi. Efikasiteti duhet të jetë rreth 30 për qind përpara se të jetë i zbatueshëm për prodhim masiv, sipas studiuesve, dhe kjo pritet të ndodhë deri në vitin 2023.

Sistemi i ri i imazhit 3D mund të kapë fotone të vetme

Teknologjia e re është demonstrimi i parë real i reduktimit të zhurmës me një foton

Studiuesit në Institutin e Teknologjisë Stevens kanë krijuar një sistem imazhi 3D që përdor vetitë kuantike të dritës për të krijuar imazhe që janë 40,000 herë më të mprehta se teknologjia aktuale. Zbulimi hap rrugën për përdorimin efektiv të sistemit LIDAR në makinat vetëdrejtuese dhe sistemet e hartave satelitore, komunikimet në hapësirë, etj.

Puna trajton një problem të gjatë me LIDAR, i cili lëshon lazer në objektiva të largëta dhe më pas zbulon dritën e reflektuar. Ndërsa detektorët e dritës të përdorur në këto sisteme janë mjaft të ndjeshëm për të krijuar imazhe të detajuara të disa fotoneve - grimca të vogla drite, është e vështirë të dallosh fragmentet e reflektuara të dritës lazer nga drita më e ndritshme e sfondit, siç është drita e diellit.

"Sa më të ndjeshëm të bëhen sensorët tanë, aq më të ndjeshëm bëhen ndaj zhurmës së sfondit," thonë shkencëtarët. "Ky është problemi që ne po përpiqemi ta zgjidhim aktualisht." Teknologjia e re është demonstrimi i parë real i shtypjes së zhurmës me një foton duke përdorur një teknikë të quajtur Modaliteti Kuantik Parametrik i Renditimit ose QPMS, i cili u propozua për herë të parë në 2017.

Ndryshe nga shumica e mjeteve të filtrimit të zhurmës që mbështeten në përpunimin pas softuerit për të pastruar imazhet e zhurmshme, QPMS vërteton nënshkrimet e dritës kuantike duke përdorur optikë jolineare ekzotike për të krijuar imazhe në mënyrë eksponenciale më të pastra në nivelin e sensorit.

Gjetja e një fotoni specifik që mban informacion mes zhurmës së sfondit është si të përpiqesh të rrëmbesh një flok dëbore nga një stuhi - por kjo është pikërisht ajo që studiuesit ia dolën të bëjnë. Ata përshkruajnë një metodë të ngulitjes së disa veçorive kuantike në një impuls dalës të dritës lazer dhe më pas filtrimit të dritës hyrëse në mënyrë që sensori të zbulojë vetëm fotone me veti kuantike të përputhshme.

Rezultati: një sistem imazherie që është tepër i ndjeshëm ndaj fotoneve që kthehen nga objektivi i tij, por që injoron pothuajse të gjitha fotonet e padëshiruara me zhurmë. Kjo qasje prodhon imazhe të qarta 3D, edhe kur çdo foton që bart sinjalin mbytet nga shumë fotone të tjera të zhurmshme.

“Duke pastruar zbulimin fillestar të fotonit, ne shtyjmë kufijtë e imazheve të sakta 3D në mjedise të zhurmshme”, tha Patrick Rain, autori kryesor i studimit. "Ne kemi treguar se mund të zvogëlojmë sasinë e zhurmës me rreth 40,000 herë më shumë se sa teknologjia më e avancuar e imazhit mund të sigurojë."

Në terma praktikë, reduktimi i zhurmës QPMS mund të mundësojë përdorimin e LIDAR për të krijuar imazhe 3-D të sakta dhe të detajuara në distanca deri në 30 kilometra. QPMS mund të përdoret gjithashtu për komunikime në hapësirë të thellë, ku shkëlqimi i ashpër nga dielli zakonisht mbyt pulset e largëta lazer. Ndoshta gjëja më emocionuese është se kjo teknologji mund t'u japë studiuesve një pamje më të qartë të pjesëve më të ndjeshme të trupit të njeriut.

Duke ofruar imazhe pothuajse të heshtura me një foton, sistemi do t'i ndihmojë studiuesit të krijojnë imazhe të qarta dhe shumë të detajuara të retinës njerëzore duke përdorur rreze lazer pothuajse të padukshme dhe të zbehta që nuk do të dëmtojnë indet e ndjeshme të syrit.

Nanosateliti “Mjellma” do të dërgohet në hapësirë me një vela diellore

Nanosateliti rus "Lebed" mund të bëhet anija e parë kozmike që do të largohet nga orbita e Tokës duke përdorur një vela diellore. Një model fluturimi i satelitit mund të paraqitet në tre vjet, pas së cilës do të pasojë një fluturim provë.

Teknika është planifikuar të përdoret për misione kërkimore, të cilat do të bëhen më të lira për shkak të braktisjes së përdorimit të motorëve të rëndë shtytës - kjo do të zvogëlojë peshën totale të sondës shtëpiake. Dallimi kryesor midis modeleve Lebed dhe modeleve të huaja është modeli unik i rotorit të velit me dy tehe, i cili bën të mundur rritjen e sipërfaqes së saj dhjetëfish. Siç quajti pedagogu i lartë i Universitetit Teknik Shtetëror të Moskës. Bauman Alexander Popov, një vela rrotulluese me dy tehe, e patentuar nga universiteti, do të instalohet në Swan, e cila nuk kërkon një kornizë për t'u vendosur. "Falë kësaj, ne presim të rrisim zonën e saj dhjetëfish me të njëjtën peshë të strukturës," vuri në dukje shkencëtari.

Sipas Popov, pajisja e re do të dërgohet nga një mjet lëshues në një orbitë me një lartësi prej 1000 km. Pas kësaj, do të fillojë një rrotullim i kontrolluar, i inicuar nga motorët elektrotermikë - rezistojet (ata do të marrin energjinë e nevojshme nga panelet diellore). Në të njëjtën kohë, për shkak të forcës centrifugale, dy vela me një shtresë reflektuese të njëanshme do të lëshohen nga cilindra të veçantë në të dy anët e satelitit. Gjatësia totale e tyre do të jetë rreth 320 m.

Shkencëtarët kanë patentuar sistemin e furnizimit me energji të Tokës nga hapësira

Instituti i Inxhinierisë së Radios në Moskë i Akademisë së Shkencave Ruse mori një patentë për një sistem për transmetimin e energjisë nga një termocentral diellor në orbitë në Tokë, sipas të dhënave në faqen e internetit të Shërbimit Federal për Pronësinë Intelektuale.

Sipas dokumentit, shkencëtarët propozojnë vendosjen e një termocentrali diellor hapësinor në një lartësi prej 300 deri në 1000 kilometra dhe, kur fluturojnë mbi një pikë marrëse tokësore, të transmetojnë energjinë e akumuluar në bateritë e termocentralit duke përdorur mikrovalë.

Në të njëjtën kohë, një patentë e ngjashme amerikane e vitit 1971 tregohet në patentën ruse, në të cilën u parashtrua për herë të parë ideja e krijimit të një termocentrali të hapësirës diellore. Pastaj u propozua vendosja e termocentralit në një orbitë gjeostacionare me një lartësi prej 36 mijë kilometrash, e cila do ta lejonte atë të ishte gjatë gjithë kohës praktikisht mbi të njëjtin seksion të sipërfaqes së Tokës dhe në këtë mënyrë të siguronte një transferim të vazhdueshëm të energjisë në Tokë.. Megjithatë, në këtë rast, stacioni pritës duhet të jetë i vendosur në ekuator. Propozimi rus bën të mundur transferimin e energjisë në rajone të tjera të Tokës.

Në vitin 2018, zëvendësdrejtori i parë i përgjithshëm i Holding Shvabe, Sergei Popov, në një intervistë për RIA Novosti, tha se shkencëtarët rusë po zhvillojnë një lazer orbital me një pasqyrë përsëritës, i cili do të jetë në gjendje të transmetojë energjinë diellore në ato pjesë të Toka ku është e pamundur ose jashtëzakonisht e vështirë për të ndërtuar termocentrale, duke përfshirë numrin në Arktik.

Sistemi i njohjes do të lejojë që dronët të fluturojnë 10 herë më shpejt dhe të mos rrëzohen

Inxhinierët nga Universiteti i Cyrihut (Zvicër) kanë prezantuar një sistem thelbësisht të ri të shmangies së përplasjeve për dronët - asgjë më e shpejtë dhe më e saktë në botë ende. Ata dolën nga fakti se ritmet e reagimit prej 20-40 milisekonda, si në shumë sisteme komerciale pa pilot, nuk janë të mjaftueshme për të organizuar lëvizjen e sigurt të dronëve fluturues me shpejtësi të lartë. Për të demonstruar aftësitë e idesë së tyre, zviceranët përdorën lojën gënjeshtare, duke mësuar dronët të shmangin me mjeshtëri topat që fluturonin drejt tyre.

Problemi me kohën e reagimit të dronëve ndaj pengesave ka dy rrënjë. Së pari, shpejtësia e lartë e lëvizjes së mjeteve fluturuese në krahasim me ato tokësore. Së dyti, fuqia e dobët llogaritëse, për shkak të së cilës sistemet në bord nuk kanë kohë për të analizuar situatën dhe për të njohur ndërhyrjen. Si zgjidhje, inxhinierët zëvendësuan sensorët me "kamera ngjarjesh", duke rritur shpejtësinë e reagimit në 3.5 milisekonda.

Kamera e ngjarjes reagon vetëm ndaj ndryshimeve në ndriçimin e pikselëve individualë në kornizë dhe injoron të tjerët, kështu që duhet të përpunojë shumë pak informacion në mënyrë që të zbulojë një objekt në lëvizje në një sfond statik ose të ulur. Prandaj shpejtësia e lartë e reagimit, por gjatë eksperimenteve praktike rezultoi se as dronët ekzistues dhe as vetë kamerat nuk janë të përshtatshme për këtë qëllim. Merita e inxhinierëve zviceranë është se ata rindërtuan si kamerat ashtu edhe platformën e kuadrokopterëve, plus ata zhvilluan algoritmet e nevojshme, në fakt, duke krijuar një sistem të ri.

Kur luan gënjeshtar, një dron me një sistem të tillë në 90% të rasteve arrin të shmangë një top që i hidhet me shpejtësi 10 m/s, nga një distancë prej vetëm 3 m. Dhe kjo është vetëm në prani të një kamerë, nëse madhësia e ndërhyrjes dihet paraprakisht - prania e dy kamerave i lejon atij të llogarisë me saktësi të gjithë parametrat e ndërhyrjes dhe të marrë vendimin e duhur. Tani inxhinierët po punojnë për testimin e sistemit në lëvizje, kur fluturojnë në rrugë të vështira. Sipas llogaritjeve të tyre, si rezultat, UAV-të do të mund të fluturojnë dhjetë herë më shpejt se tani, pa rrezik përplasjeje.

Shkencëtarët nga Singapori kanë mësuar se si të bëjnë aerogel të shkëlqyer nga gomat e vjetra

Shkencëtarët në Universitetin Kombëtar të Singaporit ishin jashtëzakonisht të frustruar nga fakti se vetëm 40% e gomave të përdorura shkojnë në riciklim, kështu që ata u nisën për të gjetur një zgjidhje alternative për këtë problem. Nuk kishte një plan të qartë, vetëm një ide - për të izoluar gomën nga materiali i gomave dhe për t'i dhënë asaj një formë të re. Për shembull, kthejeni atë në një bazë poroze aerogel - një strukturë qelizore në të cilën qelizat janë të mbushura me gaz.

Gjatë eksperimenteve, shkencëtarët njomën fragmente të holla gomash në një përzierje tretësish "miqësorë ndaj mjedisit" dhe ujë për të pastruar gomën nga papastërtitë. Më pas tretësira tretet derisa të krijohet një masë uniforme, ftohet në -50°C dhe liofilohet në një dhomë vakumi për 12 orë. Prodhimi ishte një aerogel i dendur dhe i lehtë.

Ndryshe nga llojet e tjera të aerogelëve, versioni me bazë gome doli të ishte shumë herë më i fortë. Dhe pas aplikimit të veshjes nga metoksitrimetilsilani, ai gjithashtu u bë rezistent ndaj ujit, i cili menjëherë përcaktoi fushën e tij premtuese të aplikimit - si një sorbent për likuidimin e derdhjeve të naftës. Plehrat e djeshëm do të ndihmojnë në heqjen e një lloji tjetër mbetjesh dhe ndotjeje.

Por mbi të gjitha, shkencëtarët nga Singapori janë të kënaqur me anën ekonomike të shpikjes. Krijimi i një fletë aerogeli gome me një sipërfaqe prej 1 m2. dhe 1 cm e trashë zgjat 12-13 orë dhe kushton 7 dollarë. Procesi mund të rritet lehtësisht dhe të kthehet në një biznes atraktiv komercial. Sidomos, duke pasur parasysh rezervat e mëdha dhe çmimin e lirë të materialit burimor.

Një taksi ajrore pa pilot po zhvillohet në Federatën Ruse

Në Rusi po krijohet një taksi ajrore pa pilot, e cila do të jetë në gjendje të transportojë pasagjerë në një distancë prej 500 km me një shpejtësi lundrimi prej 500 km / orë. Modeli i parë eksperimental është planifikuar të krijohet deri në vitin 2025, ai do të përdoret për ngritje dhe ulje vertikale.

Pritet që më tej të prodhohet një model fluturimi, kapaciteti mbajtës i të cilit do të jetë 500 kg (katër pasagjerë), shkruan gazeta Izvestia.

Një taksi e tillë ajrore është projektuar kryesisht për përdorim në qytete me një popullsi prej mbi një milion dhe në rajonet më të mëdha të vendit. Përdorimi i automjetit do të bëhet i rëndësishëm për shkak të mungesës së pistave në Rusi, shpjeguan zhvilluesit nga Iniciativa Kombëtare e Teknologjisë (NTI).

“Shpejtësia e madhe e automjetit do të sigurohet nga një njësi turbine me gaz e instaluar në bord dhe e lidhur me një gjenerator elektrik. Ai ushqen gjashtë motorë të palëvizshëm përmes një baterie superkondensatorësh, tha Pavel Bulat, zëvendës bashkëdrejtor i grupit të punës Aeronet në NTI. Sipas tij, motorët do të rrotullohen tifozët ngritës dhe mbajtës, të cilët do të tërhiqen plotësisht në gyp, i cili vepron si një krah. Kontrolli është planifikuar të kryhet me timon jet dhe duke ndryshuar vektorin e shtytjes. Elektronika e energjisë për makinën do të bëhet nga karabit silikoni në vend të silikonit tradicional.

Materiali i trupit do të jetë gjithashtu inovativ. Dizajnerët do të përdorin lidhjen më të fundit të aluminit dhe skandiumit. Ajo u zhvillua në Institutin Gjith-Rus të Materialeve të Aviacionit. Kjo do të krijojë një gyp të lehtë të salduar tërësisht metalik.

Toyota dhe Lexus zhvillojnë teknologji për ta bërë të pakuptimtë vjedhjen e makinave

Vjedhja e makinave është një nga telashet më të mëdha me të cilat përballen pronarët e makinave. Edhe sistemet e alarmit jo gjithmonë e përballojnë detyrën e tyre, por prodhuesit tashmë kanë një zgjidhje më të avancuar. Nga viti 2020, e gjithë gama e markave Toyota dhe Lexus në Rusi do të mbrohet nga identifikuesi unik kundër vjedhjes T-Mark / L-Mark.

Identifikuesi është një shënim i një makine me mikropika nga një film me diametër 1 mm, mbi të cilin aplikohet një kod PIN unik, i lidhur me numrin VIN të një makine të veçantë. Në total, deri në 10,000 pika të tilla aplikohen në elementë dhe montime të ndryshme të trupit. Ju mund të kontrolloni përputhjen e tyre me automjetin "bashkangjitur" në faqet toyota.ru dhe lexus.ru.

Përdorimi i shënjimit lejon agjencitë e zbatimit të ligjit dhe blerësit e makinave të përdorura të verifikojnë të dhënat "pasaportë" të makinës me datën aktuale të prodhimit të saj, pajisjet, markën dhe numrin e motorit dhe karakteristika të tjera. Prodhuesi pozicionon identifikuesit si një zgjidhje që redukton ndjeshëm interesin e rrëmbyesve për makinat Toyota dhe Lexus dhe bën të mundur përjashtimin e mundësisë së rishitjes së automjeteve prej tyre në tregun sekondar.

Makina e parë që mori L-Mark në tregun vendas ishte Lexus ES - sipas prodhuesit, deri më sot nuk ka pasur raste të vjedhjes së këtij sedani të pajisur me shenja kundër vjedhjes. Për më tepër, pronarët e makinave të markuara kanë zbritje deri në 15% në politikën CASCO për rrezikun e vjedhjes. Pritet që procesi i pajisjes së gamës së markave Toyota dhe Lexus në Rusi me T-Mark / L-Mark të përfundojë gjatë vitit 2020.

Motori elektrik rus në superpërçues do të testohet gjatë fluturimit

Specialistët nga TsIAM me emrin PI Baranov filloi përgatitjet për testimin e termocentralit të parë hibrid në Rusi me një motor elektrik. RIA Novosti raportoi për këtë një ditë më parë, duke iu referuar shërbimit për shtyp të qendrës së testimit shkencor.

Në mesin e këtij muaji, përfaqësues të institutit vizituan FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , ku ata ekzaminuan laboratorin fluturues në bazën Yak-40, ku është planifikuar të testohet një njësi premtuese në të ardhmen. Testet e fluturimit pritet të zhvillohen pas 2 vitesh. Është planifikuar të instalohet motori më i fundit elektrik me temperaturë të lartë në superpërçues dhe një sistem ftohjeje në hundën e avionit, krijuar nga ZAO Superox me urdhër të FPI. Kujtojmë se kjo njësi është një zhvillim unik i brendshëm, i cili është në gjendje të sigurojë një avantazh të prekshëm në densitetin e fuqisë dhe efikasitetin e përbërësve të një instalimi hibrid, në krahasim me pajisjet elektrike tradicionale.

Nga ana tjetër, në vend të njërit prej tre motorëve në "bishtin" e laboratorit fluturues, do të instalohet një njësi turbinash me gaz turbobosht me një gjenerator elektrik, i zhvilluar nga USATU. Njësitë e sistemit të kontrollit dhe bateritë do të vendosen në kabinën Yak-40. Inxhinierët e testimit do të jenë gjithashtu aty gjatë fluturimit. Qëllimi kryesor i testeve të ardhshme është krijimi i një demonstruesi të një termocentrali hibrid, i cili në të ardhmen mund të instalohet në aeroplanët premtues ndërrajonal rus.