TOP-9 na pambihirang mga teknolohiya sa pagtitipid ng enerhiya sa hinaharap

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Mga bagong balita ng agham at teknolohiya. Ini-publish namin ang pinakabagong mga natuklasan ng mga siyentipiko, mga teknikal na pagsusuri, ang pinakabagong mga balita mula sa Internet at hi-tech.

Sinira ng bagong solar cell ang rekord ng kahusayan

Ang pagsasalansan ng perovskite solar cells sa ibabaw ng silicon solar cells ay isang paraan upang madagdagan ang dami ng sikat ng araw na ginagamit.

Ang paggamit ng solar photovoltaic cells bilang isang renewable energy source ay tumataas dahil ang teknolohiya ay nagiging mas mahusay at mas mura.

Ang pagsasalansan ng mga perovskite solar cell sa ibabaw ng mga silicon na selula ay isang paraan upang madagdagan ang dami ng sikat ng araw na ginagamit, at ngayon ay sinira ng mga mananaliksik sa Australian National University ang rekord ng kahusayan para sa mga tandem solar cell na ito.

Sinasabi ng mga mananaliksik na ang kanilang mga bagong solar cell batay sa perovskite at silikon ay nakamit ang 27.7% na kahusayan sa pag-convert ng sikat ng araw sa enerhiya. Ito ay higit sa doble kung ano ang maaaring ginawa ng teknolohiya limang taon lamang ang nakalipas (13.7 porsyento), at ito ay isang disenteng hakbang mula sa mga ulat dalawang taon na ang nakalipas - 25.2 porsyento.

Nang kawili-wili, ang teknolohiya ay higit pa sa mga solar panel na magagamit sa komersyo, na nag-hover sa paligid ng 20 porsiyentong marka ng kahusayan. Ang mga ito ay batay lamang sa silikon at inaasahang maabot ang kanilang pinakamataas na limitasyon sa susunod na ilang taon.

Ang parehong silikon at perovskite ay mahusay sa pag-convert ng sikat ng araw sa enerhiya, ngunit magkasama silang gumagana nang mas mahusay. Ito ay dahil ang dalawang materyales ay sumisipsip ng liwanag ng iba't ibang mga wavelength - ang silicon ay kumukolekta ng pula at infrared na ilaw, habang ang perovskite ay dalubhasa sa berde at asul.

Upang masulit ito, ang mga mananaliksik ay nag-stack ng mga translucent na perovskite cell sa ibabaw ng mga silicon. Kinukuha ng Perovskite ang kailangan nito, habang ang ibang mga wavelength ay sinasala sa silikon.

Nagsusumikap na ngayon ang mga siyentipiko na pahusayin pa ang kahusayan, na ang teknolohiya ay mabilis na lumalapit. Ang kahusayan ay dapat nasa paligid ng 30 porsiyento bago ito mabuhay para sa mass production, ayon sa mga mananaliksik, at ito ay inaasahang mangyayari sa 2023.

Maaaring makuha ng bagong 3D imaging system ang mga solong photon

Ang bagong teknolohiya ay ang unang tunay na pagpapakita ng single-photon noise reduction

Ang mga mananaliksik sa Stevens Institute of Technology ay lumikha ng isang 3D imaging system na gumagamit ng mga quantum properties ng liwanag upang lumikha ng mga imahe na 40,000 beses na mas matalas kaysa sa kasalukuyang teknolohiya. Ang pagtuklas ay nagbibigay daan para sa epektibong paggamit ng LIDAR system sa mga self-driving na kotse at satellite mapping system, mga komunikasyon sa kalawakan, atbp.

Tinutugunan ng trabaho ang isang matagal nang problema sa LIDAR, na nagpapaputok ng mga laser sa malalayong mga target at pagkatapos ay nakakakita ng naaaninag na liwanag. Bagama't ang mga light detector na ginagamit sa mga system na ito ay sapat na sensitibo upang lumikha ng mga detalyadong larawan ng ilang mga photon - maliliit na particle ng liwanag, mahirap na makilala ang mga naaninag na fragment ng laser light mula sa mas maliwanag na ilaw sa background tulad ng sikat ng araw.

"Kung mas nagiging sensitibo ang aming mga sensor, mas nagiging sensitibo sila sa ingay sa background," sabi ng mga siyentipiko. "Ito ang problema na kasalukuyang sinusubukan naming lutasin." Ang bagong teknolohiya ay ang unang tunay na pagpapakita ng single-photon noise suppression gamit ang isang technique na tinatawag na Quantum Parametric Sorting Mode o QPMS, na unang iminungkahi noong 2017.

Hindi tulad ng karamihan sa mga tool sa pag-filter ng ingay na umaasa sa post-processing ng software upang linisin ang maingay na mga larawan, pinapatunayan ng QPMS ang mga signature ng quantum light gamit ang mga kakaibang nonlinear na optika upang lumikha ng mas malinis na mga larawan sa antas ng sensor.

Ang paghahanap ng isang partikular na photon na nagdadala ng impormasyon sa gitna ng ingay sa background ay parang sinusubukang agawin ang isang snowflake mula sa isang blizzard - ngunit iyon mismo ang nagtagumpay sa paggawa ng mga mananaliksik. Inilalarawan nila ang isang paraan ng pag-imprint ng ilang partikular na quantum properties sa isang papalabas na pulso ng laser light at pagkatapos ay sinasala ang papasok na liwanag upang ang sensor ay makakita lamang ng mga photon na may tumutugmang mga katangian ng quantum.

Ang resulta: isang sistema ng imaging na hindi kapani-paniwalang sensitibo sa mga photon na bumabalik mula sa target nito, ngunit binabalewala ang halos lahat ng hindi gustong maingay na mga photon. Ang diskarte na ito ay gumagawa ng mga malulutong na 3D na imahe, kahit na ang bawat photon na nagdadala ng signal ay nilunod ng mas maraming maingay na photon.

"Sa pamamagitan ng pag-clear sa paunang photon detection, itinutulak namin ang mga hangganan ng tumpak na 3D imaging sa 'maingay' na kapaligiran," sabi ni Patrick Rain, nangungunang may-akda ng pag-aaral. "Ipinakita namin na maaari naming bawasan ang dami ng ingay ng humigit-kumulang 40,000 beses kung ano ang maibibigay ng pinaka-advanced na teknolohiya ng imaging."

Sa praktikal na mga termino, ang pagbabawas ng ingay ng QPMS ay maaaring magbigay-daan sa LIDAR na magamit upang lumikha ng tumpak, detalyadong 3-D na mga larawan sa mga distansyang hanggang 30 kilometro. Ang QPMS ay maaari ding gamitin para sa malalim na mga komunikasyon sa espasyo, kung saan ang matinding liwanag na nakasisilaw mula sa araw ay kadalasang lumulunod sa malalayong pulso ng laser. Marahil ang pinakakapana-panabik, ang teknolohiyang ito ay maaari ding magbigay sa mga mananaliksik ng mas malinaw na pagtingin sa mga pinakasensitibong bahagi ng katawan ng tao.

Sa pamamagitan ng pagbibigay ng malapit sa tahimik na single-photon imaging, tutulungan ng system ang mga mananaliksik na lumikha ng malinaw, mataas na detalyadong mga larawan ng retina ng tao gamit ang halos hindi nakikita, malabong mga laser beam na hindi makakasira sa mga sensitibong tisyu ng mata.

Ang Nanosatellite "Swan" ay ipapadala sa kalawakan sa isang solar sail

Ang Russian nanosatellite na "Lebed" ay maaaring maging unang spacecraft na umalis sa orbit ng Earth gamit ang solar sail. Ang isang modelo ng paglipad ng satellite ay maaaring ipakita sa loob ng tatlong taon, pagkatapos nito ay susundan ang isang pagsubok na paglipad.

Ang pamamaraan ay binalak na gamitin para sa mga misyon ng pananaliksik, na magiging mas mura dahil sa pag-abandona ng paggamit ng mga mabibigat na makina ng pagpapaandar - babawasan nito ang kabuuang bigat ng domestic probe. Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng Lebed at mga dayuhang disenyo ay ang natatanging disenyo ng rotor ng dalawang-bladed na layag, na ginagawang posible upang madagdagan ang lugar nito ng sampung beses. Bilang senior lecturer ng Moscow State Technical University na pinangalanan. Bauman Alexander Popov, isang two-bladed rotary sail, patented ng unibersidad, ay i-install sa Swan, na hindi nangangailangan ng isang frame upang i-deploy. "Salamat dito, inaasahan naming dagdagan ang lugar nito ng sampung beses na may parehong bigat ng istraktura," sabi ng siyentipiko.

Ayon kay Popov, ang bagong device ay ihahatid ng isang launch vehicle sa isang orbit na may taas na 1,000 km. Pagkatapos nito, magsisimula ito ng isang kinokontrol na pag-ikot, na pinasimulan ng shunting electrothermal motors - resistojets (makakatanggap sila ng kinakailangang enerhiya mula sa mga solar panel). Kasabay nito, dahil sa puwersa ng sentripugal, dalawang layag na may isang panig na reflective coating ay ilulunsad mula sa mga espesyal na silindro sa magkabilang panig ng satellite. Ang kanilang kabuuang haba ay magiging mga 320 m.

Na-patent ng mga siyentipiko ang sistema ng power supply ng Earth mula sa kalawakan

Ang Moscow Radio Engineering Institute ng Russian Academy of Sciences ay nakatanggap ng isang patent para sa isang sistema para sa pagpapadala ng enerhiya mula sa isang nag-oorbit na solar power plant patungo sa Earth, ayon sa data sa website ng Federal Service for Intellectual Property.

Ayon sa dokumento, iminumungkahi ng mga siyentipiko na mag-deploy ng space solar power plant sa taas na 300 hanggang 1000 kilometro at, kapag lumilipad sa ibabaw ng ground receiving point, ipapadala ang enerhiya na naipon sa mga baterya ng power plant gamit ang mga microwave.

Kasabay nito, ang isang katulad na patent ng Amerikano noong 1971 ay ipinahiwatig sa patent ng Russia, kung saan ang ideya ng paglikha ng isang solar space power plant ay unang iniharap. Pagkatapos ay iminungkahi na ilagay ang power plant sa isang geostationary orbit na may taas na 36 libong kilometro, na magpapahintulot na ito ay palaging nasa itaas ng parehong seksyon ng ibabaw ng Earth at sa gayon ay matiyak ang patuloy na paglipat ng enerhiya sa Earth.. Gayunpaman, sa kasong ito, ang istasyon ng pagtanggap ay dapat na matatagpuan sa ekwador. Ginagawang posible ng panukala ng Russia na maglipat ng enerhiya sa ibang mga rehiyon ng Earth.

Noong 2018, ang unang deputy general director ng Shvabe holding, Sergei Popov, sa isang pakikipanayam sa RIA Novosti, ay nagsabi na ang mga siyentipikong Ruso ay gumagawa ng isang orbital laser na may repeater mirror, na makakapagpadala ng solar energy sa mga bahaging iyon ng Earth kung saan imposible o napakahirap na magtayo ng mga power plant, kabilang ang numero sa Arctic.

Ang sistema ng pagkilala ay magbibigay-daan sa mga drone na lumipad nang 10 beses nang mas mabilis at hindi bumagsak

Ang mga inhinyero mula sa Unibersidad ng Zurich (Switzerland) ay nagpakita ng panimulang bagong sistema ng pag-iwas sa banggaan para sa mga drone - wala pang mas mabilis at mas tumpak sa mundo. Nagpatuloy sila mula sa katotohanan na ang mga rate ng reaksyon na 20-40 millisecond, tulad ng sa maraming mga komersyal na unmanned system, ay hindi sapat upang ayusin ang ligtas na paggalaw ng mga high-speed flying drone. Upang ipakita ang mga kakayahan ng kanilang brainchild, ginamit ng Swiss ang bouncer game, na nagtuturo sa mga drone na mahusay na umiwas sa mga bolang lumilipad sa kanila.

Ang problema sa oras ng reaksyon ng mga drone sa mga hadlang ay may dalawang ugat. Una, ang mataas na bilis ng paggalaw ng mga lumilipad na sasakyan kumpara sa mga nasa lupa. Pangalawa, mahina ang kapangyarihan ng pag-compute, dahil sa kung saan ang mga on-board system ay walang oras upang pag-aralan ang sitwasyon at kilalanin ang pagkagambala. Bilang solusyon, pinalitan ng mga inhinyero ang mga sensor ng "mga camera ng kaganapan", na pinapataas ang bilis ng reaksyon sa 3.5 millisecond.

Ang camera ng kaganapan ay tumutugon lamang sa mga pagbabago sa liwanag ng mga indibidwal na pixel sa frame at hindi pinapansin ang iba, kaya kailangan nitong magproseso ng napakakaunting impormasyon upang matukoy ang isang gumagalaw na bagay laban sa isang static o sedentary na background. Samakatuwid ang mataas na bilis ng reaksyon, ngunit sa kurso ng mga praktikal na eksperimento, lumabas na alinman sa mga umiiral na drone o ang mga camera mismo ay hindi angkop para sa layuning ito. Ang merito ng mga inhinyero ng Switzerland ay ginawa nilang muli ang parehong mga camera at ang platform ng quadcopters, kasama ang kanilang binuo ang mga kinakailangang algorithm, sa katunayan, ang paglikha ng isang bagong sistema.

Kapag naglalaro ng bouncer, ang isang drone na may ganitong sistema sa 90% ng mga kaso ay namamahala upang maiwasan ang isang bola na itinapon dito sa bilis na 10 m / s, mula sa layo na 3 m lamang. At ito ay sa pagkakaroon lamang ng isang camera, kung ang laki ng interference ay kilala nang maaga - ang pagkakaroon ng dalawang camera ay nagpapahintulot sa kanya na tumpak na kalkulahin ang lahat ng mga parameter ng pagkagambala at gumawa ng tamang desisyon. Ngayon ang mga inhinyero ay nagtatrabaho sa pagsubok sa sistema sa paggalaw, kapag lumilipad sa mahihirap na ruta. Ayon sa kanilang mga kalkulasyon, bilang isang resulta, ang mga UAV ay maaaring lumipad ng sampung beses na mas mabilis kaysa ngayon, nang walang panganib ng banggaan.

Natutunan ng mga siyentipiko sa Singapore kung paano gumawa ng mahusay na airgel mula sa mga lumang gulong

Ang mga siyentipiko sa National University of Singapore ay labis na nadismaya sa katotohanan na 40% lamang ng mga nagamit na gulong ang napupunta sa pagre-recycle, kaya't nagtakda sila upang makahanap ng alternatibong solusyon sa problemang ito. Walang malinaw na plano, isang ideya lamang - upang ihiwalay ang goma mula sa materyal ng gulong at bigyan ito ng bagong hugis. Halimbawa, gawing porous airgel base - isang cellular na istraktura kung saan ang mga cell ay puno ng gas.

Sa kurso ng mga eksperimento, ang mga siyentipiko ay nagbabad ng manipis na mga fragment ng mga gulong sa isang pinaghalong "environmentally friendly" solvents at tubig upang linisin ang goma mula sa mga impurities. Pagkatapos ang solusyon ay hinukay hanggang sa mabuo ang isang pare-parehong masa, pinalamig sa -50 ° C at lyophilized sa isang vacuum chamber sa loob ng 12 oras. Ang output ay isang siksik at magaan na airgel.

Hindi tulad ng iba pang mga uri ng aerogels, ang bersyon na nakabatay sa goma ay naging maraming beses na mas malakas. At pagkatapos ilapat ang patong mula sa methoxytrimethylsilane, naging lumalaban din ito sa tubig, na agad na tinutukoy ang promising field ng aplikasyon nito - bilang isang sorbent para sa pag-liquidate ng mga oil spill. Ang mga basura kahapon ay makakatulong sa pag-alis ng isa pang uri ng basura at polusyon.

Ngunit higit sa lahat, ang mga siyentipiko ng Singapore ay nalulugod sa pang-ekonomiyang bahagi ng imbensyon. Paglikha ng isang sheet ng goma airgel na may isang lugar na 1 sq. M. at ang kapal ng 1 cm ay tumatagal ng 12-13 oras at nagkakahalaga ng $7. Ang proseso ay madaling palakihin at maging isang komersyal na kaakit-akit na negosyo. Lalo na, dahil sa napakalaking reserba at mura ng pinagmumulan ng materyal.

Isang unmanned aerial taxi ang ginagawa sa Russian Federation

Ang isang unmanned air taxi ay nilikha sa Russia, na makakapagdala ng mga pasahero sa layo na 500 km sa bilis ng cruising na 500 km / h. Ang unang pang-eksperimentong modelo ay binalak na gawin sa pamamagitan ng 2025, ito ay gagamitin para sa vertical take-off at landing.

Inaasahan na ang karagdagang modelo ng paglipad ay gagawin, ang kapasidad ng pagdadala kung saan ay magiging 500 kg (apat na pasahero), ang isinulat ng pahayagan na Izvestia.

Ang nasabing air taxi ay pangunahing idinisenyo para sa paggamit sa mga lungsod na may populasyon na higit sa isang milyon at sa pinakamalaking mga rehiyon ng bansa. Magiging may kaugnayan ang paggamit ng sasakyan dahil sa kakulangan ng mga runway sa Russia, ipinaliwanag ng mga developer mula sa National Technology Initiative (NTI).

"Ang mataas na bilis ng sasakyan ay masisiguro ng isang gas turbine unit na naka-install sa board at konektado sa isang electric generator. Pinapakain nito ang anim na nakatigil na makina sa pamamagitan ng isang baterya ng mga supercapacitor, "sabi ni Pavel Bulat, deputy co-director ng Aeronet working group sa NTI. Ayon sa kanya, ang mga makina ay paikutin ang pag-angat at pagpapanatili ng mga tagahanga, na ganap na iuurong sa fuselage, na nagsisilbing isang pakpak. Ang kontrol ay binalak na isagawa ng mga jet rudder at sa pamamagitan ng pagpapalit ng thrust vector. Ang power electronics para sa kotse ay gagawin sa silicon carbide sa halip na tradisyonal na silicon.

Magiging innovative din ang body material. Gagamitin ng mga designer ang pinakabagong aluminum at scandium alloy. Ito ay binuo sa All-Russian Institute of Aviation Materials. Ito ay lilikha ng magaan na all-metal welded fuselage.

Ang Toyota at Lexus ay bumuo ng teknolohiya para gawing walang kabuluhan ang carjacking

Ang pagnanakaw ng kotse ay isa sa mga pinakamalaking abala na kinakaharap ng mga may-ari ng sasakyan. Kahit na ang mga sistema ng alarma ay hindi palaging nakayanan ang kanilang gawain, ngunit ang mga tagagawa ay mayroon nang mas advanced na solusyon. Mula 2020, ang buong hanay ng mga tatak ng Toyota at Lexus sa Russia ay mapoprotektahan ng natatanging anti-theft identifier na T-Mark / L-Mark.

Ang identifier ay isang pagmamarka ng isang kotse na may mga microdots mula sa isang pelikula na may diameter na 1 mm, kung saan inilapat ang isang natatanging PIN-code, na nauugnay sa VIN-number ng isang partikular na kotse. Sa kabuuan, hanggang sa 10,000 ang mga naturang puntos ay inilalapat sa iba't ibang elemento ng katawan at mga asembliya. Maaari mong suriin ang kanilang pagsunod sa "naka-attach" na sasakyan sa mga site na toyota.ru at lexus.ru.

Ang paggamit ng pagmamarka ay nagbibigay-daan sa mga ahensya ng pagpapatupad ng batas at mga mamimili ng mga ginamit na kotse na i-verify ang data ng "pasaporte" ng kotse na may aktwal na petsa ng paggawa nito, kagamitan, numero ng paggawa at engine at iba pang mga katangian. Ang tagagawa ay naglalagay ng mga identifier bilang isang solusyon na makabuluhang binabawasan ang interes ng mga hijacker sa Toyota at Lexus na mga kotse at ginagawang posible na ibukod ang posibilidad na muling ibenta ng mga ito ang mga sasakyan sa pangalawang merkado.

Ang unang kotse na nakatanggap ng L-Mark sa domestic market ay ang Lexus ES - ayon sa tagagawa, hanggang ngayon ay walang mga kaso ng pagnanakaw ng sedan na ito na nilagyan ng mga marka ng anti-theft. Bilang karagdagan, ang mga may-ari ng mga minarkahang sasakyan ay may mga diskwento na hanggang 15% sa patakaran ng CASCO sa panganib ng pagnanakaw. Inaasahan na ang proseso ng pag-equip sa hanay ng mga tatak ng Toyota at Lexus sa Russia na may T-Mark / L-Mark ay makukumpleto sa 2020.

Ang Russian electric motor sa mga superconductor ay susuriin sa paglipad

Mga espesyalista mula sa TsiIAM na pinangalanan Sinimulan ng PI Baranov ang mga paghahanda para sa pagsubok sa unang hybrid power plant sa Russia na may electric motor. Iniulat ito ng RIA Novosti noong nakaraang araw, na tumutukoy sa serbisyo ng pindutin ng sentro ng pagsubok sa agham.

Sa kalagitnaan ng buwang ito, binisita ng mga kinatawan ng institute ang FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , kung saan sinuri nila ang lumilipad na laboratoryo sa base ng Yak-40, kung saan pinlano na subukan ang isang promising unit sa hinaharap. Ang mga pagsubok sa paglipad ay inaasahang magaganap sa loob ng 2 taon. Ito ay pinlano na i-install ang pinakabagong mataas na temperatura na de-koryenteng motor sa mga superconductor at isang sistema ng paglamig sa ilong ng sasakyang panghimpapawid, na nilikha ng ZAO Superox sa pamamagitan ng utos ng FPI. Alalahanin na ang yunit na ito ay isang natatanging domestic development, na nakapagbibigay ng isang nasasalat na kalamangan sa densidad ng kapangyarihan at kahusayan ng mga bahagi ng isang hybrid na pag-install, kung ihahambing sa tradisyonal na mga de-koryenteng kagamitan.

Sa turn, sa halip na isa sa tatlong motor sa "buntot" ng lumilipad na laboratoryo, isang turboshaft gas turbine unit na may electric generator, na binuo ng USATU, ang ilalagay. Ang mga control system unit at baterya ay ilalagay sa Yak-40 cabin. Ang mga test engineer ay naroroon din sa panahon ng paglipad. Ang pangunahing layunin ng paparating na mga pagsubok ay upang lumikha ng isang demonstrator ng isang hybrid power plant, na sa hinaharap ay maaaring mai-install sa promising interregional Russian aircraft.