TOP-9 kelajakning energiya tejovchi texnologiyalari

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Fan va texnologiyaning yangi yangiliklari. Biz olimlarning so'nggi kashfiyotlarini, texnik sharhlarni, Internet va yuqori texnologiyalarning so'nggi yangiliklarini nashr etamiz.

Yangi quyosh batareyasi samaradorlik rekordini yangiladi

Perovskit quyosh xujayralarini silikon quyosh xujayralari ustiga qo'yish - ishlatiladigan quyosh nuri miqdorini oshirishning bir usuli.

Quyosh fotovoltaik xujayralaridan qayta tiklanadigan energiya manbai sifatida foydalanish tobora ortib bormoqda, chunki texnologiya yanada samarali va arzonroq bo'ladi.

Perovskit quyosh xujayralarini kremniy xujayralari ustiga joylashtirish quyosh nuri miqdorini ko'paytirishning bir usuli hisoblanadi va endi Avstraliya Milliy universiteti tadqiqotchilari ushbu tandem quyosh batareyalari uchun samaradorlik rekordini yangiladilar.

Tadqiqotchilarning aytishicha, ularning perovskit va kremniyga asoslangan yangi quyosh xujayralari quyosh nurini energiyaga aylantirishda 27,7% samaradorlikka erishgan. Bu besh yil oldin texnologiya ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan ko'rsatkichdan ikki baravar ko'p (13,7 foiz) va bu ikki yil avvalgi hisobotlarga qaraganda munosib qadam - 25,2 foiz.

Qizig'i shundaki, texnologiya allaqachon 20 foizlik samaradorlik belgisi atrofida joylashgan ko'plab tijoratda mavjud bo'lgan quyosh panellaridan ustundir. Ular faqat kremniyga asoslangan va kelgusi bir necha yil ichida ularning maksimal chegarasiga yetishi kutilmoqda.

Kremniy ham, perovskit ham quyosh nurini energiyaga aylantirishda yaxshi, lekin ular birgalikda yanada yaxshi ishlaydi. Buning sababi shundaki, ikkita material turli to'lqin uzunlikdagi yorug'likni o'zlashtiradi - kremniy asosan qizil va infraqizil nurlarni to'playdi, perovskit esa yashil va ko'k rangga ixtisoslashgan.

Bundan maksimal darajada foydalanish uchun tadqiqotchilar shaffof perovskit xujayralarini kremniylar ustiga to'playdilar. Perovskit kerakli narsani oladi, boshqa to'lqin uzunliklari esa kremniyga filtrlanadi.

Olimlar endi samaradorlikni yanada oshirish ustida ishlamoqda, texnologiya tez sur'atlar bilan tijoriylashtirilmoqda. Tadqiqotchilarning fikriga ko'ra, samaradorlik ommaviy ishlab chiqarish uchun yaroqli bo'lishidan oldin 30 foiz atrofida bo'lishi kerak va bu 2023 yilgacha bo'lishi kutilmoqda.

Yangi 3D tasvirlash tizimi bitta fotonlarni suratga olishi mumkin

Yangi texnologiya bitta fotonli shovqinni kamaytirishning birinchi haqiqiy namoyishidir

Stivens texnologiya instituti tadqiqotchilari yorug‘likning kvant xususiyatlaridan foydalanib, hozirgi texnologiyadan 40 000 marta aniqroq tasvirlarni yaratish uchun 3D tasvirlash tizimini yaratdilar. Bu kashfiyot LIDAR tizimidan o‘zi boshqariladigan avtomobillar va sun’iy yo‘ldosh xaritalash tizimlari, koinotdagi aloqa va hokazolarda samarali foydalanishga yo‘l ochadi.

Ish uzoqdagi nishonlarga lazerlarni yoqadigan va keyin aks ettirilgan yorug'likni aniqlaydigan LIDAR bilan uzoq vaqtdan beri mavjud muammoni hal qiladi. Ushbu tizimlarda ishlatiladigan yorug'lik detektorlari bir nechta fotonlarning - yorug'likning mayda zarralarining batafsil tasvirlarini yaratish uchun etarlicha sezgir bo'lsa-da, lazer nurining aks ettirilgan qismlarini quyosh nuri kabi yorqinroq fon nuridan ajratish qiyin.

"Datchiklarimiz qanchalik sezgir bo'lsa, ular fon shovqiniga shunchalik sezgir bo'ladi", deydi olimlar. "Bu biz hozir hal qilmoqchi bo'lgan muammo." Yangi texnologiya birinchi marta 2017 yilda taklif qilingan Quantum Parametric Sorting Mode yoki QPMS deb nomlangan texnikadan foydalangan holda bir fotonli shovqinni bostirishning birinchi haqiqiy namoyishidir.

Shovqinli tasvirlarni tozalash uchun dasturiy ta'minotdan keyingi ishlov berishga tayanadigan ko'plab shovqin filtrlash vositalaridan farqli o'laroq, QPMS sensor darajasida eksponent darajada toza tasvirlarni yaratish uchun ekzotik chiziqli bo'lmagan optikadan foydalangan holda kvant yorug'lik imzolarini tasdiqlaydi.

Fon shovqini ostida ma'lumot olib yuruvchi ma'lum bir fotonni topish xuddi bo'rondan bitta qor parchasini tortib olishga urinishga o'xshaydi - ammo tadqiqotchilar aynan shunday muvaffaqiyatga erishdilar. Ular lazer nurining chiquvchi zarbasiga ma'lum kvant xususiyatlarini singdirish va keyin kiruvchi yorug'likni filtrlash usulini tasvirlaydi, shunda sensor faqat mos kvant xususiyatlariga ega fotonlarni aniqlaydi.

Natija: nishondan qaytgan fotonlarga juda sezgir bo'lgan, lekin deyarli barcha kiruvchi shovqinli fotonlarni e'tiborsiz qoldiradigan tasvirlash tizimi. Ushbu yondashuv signalni olib yuruvchi har bir foton ko'proq shovqinli fotonlar tomonidan bo'g'ilib qolganda ham aniq 3D tasvirlarni ishlab chiqaradi.

“Fotonlarni dastlabki aniqlashni tozalash orqali biz “shovqinli” muhitda aniq 3D tasvirlash chegaralarini kengaytiramiz”, dedi tadqiqotning yetakchi muallifi Patrik Reyn. "Biz shovqin miqdorini eng ilg'or tasvirlash texnologiyasi taqdim eta oladigan darajadan taxminan 40 000 barobar kamaytirishimiz mumkinligini ko'rsatdik."

Amaliy nuqtai nazardan, QPMS shovqinni kamaytirish LIDAR-dan 30 kilometrgacha bo'lgan masofalarda aniq, batafsil 3-D tasvirlarni yaratish uchun foydalanish imkonini beradi. QPMS chuqur kosmik aloqa uchun ham ishlatilishi mumkin, bu erda quyoshning qattiq porlashi odatda uzoq lazer impulslarini o'chiradi. Ehtimol, eng hayajonli tomoni shundaki, ushbu texnologiya tadqiqotchilarga inson tanasining eng nozik qismlari haqida aniqroq ko'rinish berishi mumkin.

Deyarli jim bo'lgan yagona fotonli tasvirni taqdim etish orqali tizim tadqiqotchilarga ko'zning sezgir to'qimalariga zarar keltirmaydigan deyarli ko'rinmas, zaif lazer nurlari yordamida inson to'r pardasining aniq, juda batafsil tasvirlarini yaratishga yordam beradi.

“Oqqush” nanosun’iy yo‘ldoshi quyosh yelkanida koinotga yuboriladi

Rossiyaning “Lebed” nanosun’iy yo‘ldoshi quyosh yelkanidan foydalangan holda Yer orbitasini tark etgan birinchi kosmik kemaga aylanishi mumkin. Sun'iy yo'ldoshning parvoz modeli uch yildan keyin taqdim etilishi mumkin, shundan so'ng sinov parvozi amalga oshiriladi.

Texnika tadqiqot missiyalarida qo'llanilishi rejalashtirilgan, bu og'ir dvigatellardan foydalanishdan voz kechish tufayli arzonlashadi - bu mahalliy zondning umumiy og'irligini kamaytiradi. Lebed va xorijiy dizaynlar o'rtasidagi asosiy farq ikki qanotli yelkanning noyob rotorli dizayni bo'lib, uning maydonini o'n barobar oshirish imkonini beradi. nomidagi Moskva davlat texnika universiteti katta o'qituvchisi sifatida. Universitet tomonidan patentlangan Bauman Aleksandr Popov nomli ikki qanotli aylanma yelkan “Swan”ga o‘rnatiladi, uni joylashtirish uchun ramka kerak emas. "Buning sharofati bilan biz strukturaning bir xil og'irligi bilan uning maydonini o'n barobar oshirishni kutmoqdamiz", dedi olim.

Popovning soʻzlariga koʻra, yangi qurilma raketa orqali 1000 km balandlikdagi orbitaga yetkaziladi. Shundan so'ng, u manyovr elektrotermik motorlar - rezistojetlar (ular quyosh panellaridan zarur energiya oladi) tomonidan boshlangan boshqariladigan aylanishni boshlaydi. Shu bilan birga markazdan qochma kuch tufayli sun’iy yo‘ldoshning har ikki tomonidagi maxsus silindrlardan bir tomonlama aks ettiruvchi qoplamali ikkita yelkan uchiriladi. Ularning umumiy uzunligi taxminan 320 m bo'ladi.

Olimlar Yerni koinotdan energiya bilan ta'minlash tizimini patentlashdi

Rossiya Fanlar akademiyasining Moskva radiotexnika instituti orbitadagi quyosh elektr stansiyasidan Yerga energiya uzatish tizimiga patent oldi, deya xabar beradi Intellektual mulk federal xizmati saytidagi maʼlumotlarga koʻra.

Hujjatga ko‘ra, olimlar kosmik quyosh elektr stansiyasini 300 dan 1000 kilometrgacha balandlikda joylashtirishni va yerdan qabul qilish punkti ustidan parvoz qilganda elektr stansiyasining akkumulyatorlarida to‘plangan energiyani mikroto‘lqinli pechlar yordamida uzatishni taklif qilmoqda.

Shu bilan birga, 1971 yildagi shunga o'xshash Amerika patenti Rossiya patentida ko'rsatilgan, unda quyosh kosmik elektr stantsiyasini yaratish g'oyasi birinchi marta ilgari surilgan. Keyin elektr stansiyasini 36 ming kilometr balandlikdagi geostatsionar orbitaga joylashtirish taklif qilindi, bu esa uning har doim Yer yuzasining bir xil qismida bo'lishiga imkon beradi va shu bilan Yerga doimiy ravishda energiya uzatilishini ta'minlaydi.. Biroq, bu holda, qabul qilish stantsiyasi ekvatorda joylashgan bo'lishi kerak. Rossiya taklifi energiyani Yerning boshqa hududlariga o'tkazish imkonini beradi.

2018 yilda Shvabe xoldingi bosh direktorining birinchi o‘rinbosari Sergey Popov RIA Novosti bilan suhbatda rossiyalik olimlar quyosh energiyasini sayyoramizning o‘sha qismlariga uzata oladigan takrorlanuvchi oynaga ega orbital lazerni ishlab chiqayotganini aytdi. Elektr stansiyalarini qurish imkonsiz yoki juda qiyin bo'lgan Yer, shu jumladan Arktikagacha.

Tanib olish tizimi dronlarga 10 barobar tezroq uchish va qulab tushmaslik imkonini beradi

Tsyurix universiteti (Shveytsariya) muhandislari dronlar uchun to‘qnashuvning oldini olishning prinsipial yangi tizimini taqdim etdilar – bu hali dunyoda tezroq va aniqroq narsa yo‘q. Ular 20-40 millisekundlik reaktsiya tezligi, ko'plab tijorat uchuvchisiz tizimlarda bo'lgani kabi, yuqori tezlikda uchadigan dronlarning xavfsiz harakatini tashkil qilish uchun etarli emasligidan kelib chiqdi. Shveytsariyaliklar o'zlarining aqliy qobiliyatlarini namoyish qilish uchun dronlarni ularga uchayotgan to'plardan ustalik bilan chetlab o'tishni o'rgatishgan bouncer o'yinidan foydalanganlar.

Dronlarning to'siqlarga reaksiya vaqti bilan bog'liq muammoning ikkita ildizi bor. Birinchidan, yerdagilarga nisbatan uchuvchi transport vositalarining harakat tezligi yuqori. Ikkinchidan, zaif hisoblash quvvati, buning natijasida bort tizimlari vaziyatni tahlil qilishga va shovqinni tan olishga vaqtlari yo'q. Yechim sifatida muhandislar datchiklarni “voqea kameralari” bilan almashtirib, reaksiya tezligini 3,5 millisekundgacha oshirdi.

Hodisa kamerasi faqat kadrdagi alohida piksellar yorqinligidagi oʻzgarishlarga taʼsir qiladi va boshqalarga eʼtibor bermaydi, shuning uchun harakatlanuvchi obyektni statik yoki harakatsiz fonda aniqlash uchun juda kam maʼlumotni qayta ishlash kerak. Demak, reaksiya tezligi yuqori, ammo amaliy tajribalar jarayonida na mavjud dronlar, na kameralarning o‘zi bu maqsad uchun mos emasligi ma’lum bo‘ldi. Shveytsariyalik muhandislarning xizmati shundaki, ular kvadrokopterlarning kameralarini ham, platformasini ham qayta tikladilar, shuningdek, kerakli algoritmlarni ishlab chiqdilar, aslida yangi tizim yaratdilar.

Bouncer o'ynaganda, bunday tizimga ega dron 90% hollarda unga 10 m / s tezlikda, atigi 3 m masofadan tashlangan to'pni chetlab o'tishga muvaffaq bo'ladi. Va bu faqat ishtirokida. bitta kamera, agar shovqin hajmi oldindan ma'lum bo'lsa - a ikkita kameraning mavjudligi unga shovqinning barcha parametrlarini to'g'ri hisoblash va to'g'ri qaror qabul qilish imkonini beradi. Hozir muhandislar qiyin marshrutlarda uchayotganda tizimni harakatda sinab ko'rish ustida ishlamoqda. Ularning hisob-kitoblariga ko‘ra, natijada PUAlar to‘qnashuv xavfisiz hozirgidan o‘n barobar tezroq ucha oladi.

Singapurlik olimlar eski shinalardan ajoyib aerojel yasashni o‘rganishdi

Singapur Milliy universiteti olimlari ishlatilgan shinalarning atigi 40 foizi qayta ishlashga ketayotganidan juda xafa bo‘lishdi, shu bois ular bu muammoning muqobil yechimini topishga kirishdilar. Hech qanday aniq reja yo'q edi, faqat g'oya - shinalar materialidan kauchukni ajratib olish va unga yangi shakl berish. Misol uchun, uni gözenekli aerojel bazasiga aylantiring - hujayralar gaz bilan to'ldirilgan uyali tuzilish.

Tajribalar davomida olimlar kauchukni iflosliklardan tozalash uchun shinalarning yupqa bo‘laklarini “ekologik toza” erituvchilar va suv aralashmasiga namlashdi. Keyin eritma bir hil massa hosil bo'lguncha hazm qilindi, -50 ° C gacha sovutildi va vakuum kamerasida 12 soat davomida liyofilizatsiya qilindi. Chiqish zich va engil aerojel edi.

Boshqa turdagi aerojellardan farqli o'laroq, kauchuk asosidagi versiya ko'p marta kuchliroq bo'lib chiqdi. Va metoksitrimetilsilandan qoplamani qo'llaganidan so'ng, u suvga chidamli bo'ldi, bu darhol uning istiqbolli qo'llanilishi sohasini aniqladi - neft to'kilishini yo'q qilish uchun sorbent sifatida. Kechagi axlat boshqa turdagi chiqindilar va ifloslanishlardan xalos bo'lishga yordam beradi.

Lekin eng muhimi, singapurlik olimlar ixtironing iqtisodiy tomonidan mamnun. 1 kvadrat metr maydonga ega kauchuk aerojel varag'ini yaratish. va 1 sm qalinligi 12-13 soat davom etadi va 7 dollar turadi. Jarayon osongina kengaytirilishi va tijorat nuqtai nazaridan jozibali biznesga aylanishi mumkin. Ayniqsa, katta zaxiralar va manba materialining arzonligini hisobga olgan holda.

Rossiya Federatsiyasida uchuvchisiz uchuvchi taksi ishlab chiqilmoqda

Rossiyada yo'lovchilarni 500 km masofaga soatiga 500 km tezlikda tashishga qodir bo'lgan uchuvchisiz havo taksisi yaratilmoqda. Birinchi eksperimental modelni 2025 yilgacha yaratish rejalashtirilgan bo'lib, u vertikal uchish va qo'nish uchun ishlatiladi.

Ko‘tarish quvvati 500 kg (to‘rt yo‘lovchi) bo‘lgan parvoz modeli kelgusida ishlab chiqarilishi kutilmoqda, deb yozadi “Izvestiya” gazetasi.

Bunday havo taksisi, birinchi navbatda, bir milliondan ortiq aholiga ega shaharlar va mamlakatning eng yirik hududlarida foydalanish uchun mo'ljallangan. Avtotransportdan foydalanish Rossiyada uchish-qo'nish yo'laklarining yo'qligi sababli dolzarb bo'lib qoladi, deb tushuntirdi Milliy Texnologiya Tashabbusi (NTI) ishlab chiquvchilari.

“Avtomobilning yuqori tezligini bortga oʻrnatilgan va elektr generatoriga ulangan gaz turbinali qurilma taʼminlaydi. U oltita statsionar dvigatelni superkondensatorlar akkumulyatori orqali oziqlantiradi”, dedi NTIdagi Aeronet ishchi guruhi hamraisi o'rinbosari Pavel Bulat. Uning so'zlariga ko'ra, dvigatellar ko'taruvchi va ushlab turuvchi ventilyatorlarni aylantiradi, ular qanot vazifasini bajaradigan fyuzelajga to'liq tortiladi. Boshqarish reaktiv rullar va tortish vektorini o'zgartirish orqali amalga oshirilishi rejalashtirilgan. Avtomobil uchun quvvat elektronikasi an'anaviy kremniy o'rniga kremniy karbididan tayyorlanadi.

Tana materiali ham innovatsion bo'ladi. Dizaynerlar eng yangi alyuminiy va skandiy qotishmasidan foydalanmoqchi. U Butunrossiya aviatsiya materiallari institutida ishlab chiqilgan. Bu engil, to'liq metall payvandlangan fyuzelajni yaratadi.

Toyota va Lexus avtomobillarni o'g'irlashni ma'nosiz qilish texnologiyasini ishlab chiqadi

Avtomobil o'g'irlash avtomobil egalari duch keladigan eng katta qiyinchiliklardan biridir. Hatto signalizatsiya tizimlari har doim ham o'z vazifalarini bajara olmaydi, ammo ishlab chiqaruvchilar allaqachon ilg'or echimga ega. 2020 yildan boshlab Rossiyadagi Toyota va Lexus brendlarining barcha assortimenti T-Mark / L-Mark o'g'irlikka qarshi noyob identifikator bilan himoyalanadi.

Identifikator - bu ma'lum bir avtomobilning VIN-raqami bilan bog'liq bo'lgan noyob PIN-kod qo'llaniladigan, diametri 1 mm bo'lgan plyonkadan mikronuqtalar bilan avtomobilning belgisi. Hammasi bo'lib, 10 000 tagacha bunday nuqtalar tananing turli elementlari va yig'ilishlariga qo'llaniladi. Siz toyota.ru va lexus.ru saytlarida ularning "biriktirilgan" transport vositasiga muvofiqligini tekshirishingiz mumkin.

Belgilashdan foydalanish huquqni muhofaza qilish organlari va eskirgan avtomobillarni xaridorlarga avtomobilning "pasport" ma'lumotlarini uning ishlab chiqarilgan sanasi, jihozlari, markasi va dvigatel raqami va boshqa xususiyatlar bilan tekshirish imkonini beradi. Ishlab chiqaruvchi identifikatorlarni o'g'irlovchilarning Toyota va Lexus avtomobillariga bo'lgan qiziqishini sezilarli darajada kamaytiradigan va ular tomonidan avtomobillarni ikkilamchi bozorda qayta sotish imkoniyatini istisno qiladigan yechim sifatida joylashtiradi.

Ichki bozorda L-Markni olgan birinchi avtomobil Lexus ES bo'ldi - ishlab chiqaruvchining so'zlariga ko'ra, bugungi kunga qadar o'g'irlikka qarshi belgilar bilan jihozlangan ushbu sedanni o'g'irlash holatlari kuzatilmagan. Bundan tashqari, belgilangan avtomobil egalari o'g'irlik xavfi bo'yicha CASCO siyosati bo'yicha 15% gacha chegirmalarga ega. Rossiyadagi Toyota va Lexus brendlari qatorini T-Mark/L-Mark bilan jihozlash jarayoni 2020-yilda yakunlanishi kutilmoqda.

Rossiyaning supero'tkazgichlardagi elektr motori parvozda sinovdan o'tkaziladi

nomidagi TsIAM mutaxassislari PI Baranov Rossiyadagi birinchi gibrid elektr stantsiyasini elektr motorli sinovdan o'tkazishga tayyorgarlik ko'rishni boshladi. Bu haqda bir kun avval ilmiy sinov markazi matbuot xizmatiga tayanib, RIA Novosti xabar berdi.

Shu oyning o'rtalarida institut vakillari FSUE SibNIA im.ga tashrif buyurishdi. SA Chaplygin , u erda ular Yak-40 bazasidagi uchuvchi laboratoriyani ko'zdan kechirdilar, u erda kelajakda istiqbolli blokni sinovdan o'tkazish rejalashtirilgan. Parvoz sinovlari 2 yil ichida o'tkazilishi kutilmoqda. FPI buyurtmasi bilan ZAO Superoks tomonidan yaratilgan eng yangi yuqori haroratli elektr motorini o‘ta o‘tkazgichlarga va havo kemasining burniga sovutish tizimini o‘rnatish rejalashtirilgan. Eslatib o'tamiz, ushbu qurilma an'anaviy elektr jihozlari bilan taqqoslaganda gibrid o'rnatish komponentlarining quvvat zichligi va samaradorligi bo'yicha sezilarli ustunlikni ta'minlay oladigan noyob mahalliy ishlanmadir.

O‘z navbatida, uchuvchi laboratoriyaning “dumidagi” uchta dvigateldan birining o‘rniga USTU tomonidan ishlab chiqilgan elektr generatorli turboshaftli gaz turbinali bloki o‘rnatiladi. Yak-40 kabinasiga boshqaruv tizimining bloklari va akkumulyatorlari joylashtiriladi. Parvoz vaqtida sinov muhandislari ham u yerda bo‘lishadi. Bo'lajak sinovlarning asosiy maqsadi kelajakda istiqbolli mintaqalararo Rossiya samolyotlariga o'rnatilishi mumkin bo'lgan gibrid elektr stantsiyasining namoyishchisini yaratishdir.