TOP-9 gələcəyin enerjiyə qənaət edən texnologiyaları

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Elm və texnologiyanın təzə xəbərləri. Biz alimlərin ən son kəşflərini, texniki rəyləri, internetdən və yüksək texnologiyadan ən son xəbərləri dərc edirik.

Yeni günəş batareyası səmərəlilik rekordu qırdı

Perovskit günəş batareyalarını silikon günəş batareyalarının üstünə yığmaq istifadə olunan günəş işığının miqdarını artırmağın bir yoludur.

Günəş fotovoltaik elementlərinin bərpa olunan enerji mənbəyi kimi istifadəsi texnologiya daha səmərəli və ucuzlaşdıqca artır.

Perovskit günəş batareyalarını silisium hüceyrələrinin üzərinə yığmaq istifadə olunan günəş işığının miqdarını artırmağın bir yoludur və indi Avstraliya Milli Universitetinin tədqiqatçıları bu tandem günəş batareyaları üçün effektivlik rekordu qırıblar.

Tədqiqatçılar, perovskit və silikon əsaslı yeni günəş batareyalarının günəş işığını enerjiyə çevirməkdə 27,7% səmərəlilik əldə etdiyini söylədi. Bu, texnologiyanın cəmi beş il əvvəl istehsal edə biləcəyindən iki dəfə çoxdur (13,7 faiz) və bu, iki il əvvəlki hesabatlardan layiqli bir addımdır - 25,2 faiz.

Maraqlıdır ki, texnologiya artıq 20 faiz səmərəlilik nişanı ətrafında olan kommersiya baxımından mövcud olan günəş panellərinin əksəriyyətini üstələyir. Onlar yalnız silikona əsaslanır və yaxın bir neçə ildə maksimum həddə çatması gözlənilir.

Həm silikon, həm də perovskit günəş işığını enerjiyə çevirməkdə yaxşıdır, lakin birlikdə daha yaxşı işləyirlər. Bunun səbəbi, iki materialın müxtəlif dalğa uzunluqlu işığı udmasıdır - silikon əsasən qırmızı və infraqırmızı işığı toplayır, perovskit isə yaşıl və mavi rənglərdə ixtisaslaşır.

Bundan maksimum yararlanmaq üçün tədqiqatçılar şəffaf perovskit hüceyrələrini silikon olanların üzərinə yığırlar. Perovskit lazım olanı götürür, digər dalğa uzunluqları isə silikona süzülür.

Alimlər indi texnologiyanın sürətlə yaxınlaşması ilə səmərəliliyi daha da artırmaq üçün çalışırlar. Tədqiqatçıların fikrincə, kütləvi istehsal üçün mümkün olana qədər səmərəlilik təxminən 30 faiz olmalıdır və bunun 2023-cü ilə qədər baş verməsi gözlənilir.

Yeni 3D təsvir sistemi tək fotonları çəkə bilir

Yeni texnologiya tək foton səs-küyün azaldılmasının ilk real nümayişidir

Stevens Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları hazırkı texnologiyadan 40 000 dəfə kəskin təsvirlər yaratmaq üçün işığın kvant xüsusiyyətlərindən istifadə edən 3D təsvir sistemi yaradıblar. Kəşf LIDAR sistemindən özü idarə olunan avtomobillərdə və peyk xəritəçəkmə sistemlərində, kosmosda rabitədə və s.-də səmərəli istifadəyə yol açır.

İş lazerlərlə uzaq hədəflərə atəş açan və sonra əks olunan işığı aşkar edən LIDAR ilə uzun müddətdir davam edən problemi həll edir. Bu sistemlərdə istifadə olunan işıq detektorları bir neçə fotonun - kiçik işıq hissəciklərinin ətraflı təsvirlərini yaratmaq üçün kifayət qədər həssas olsa da, lazer işığının əks olunan fraqmentlərini günəş işığı kimi daha parlaq fon işığından ayırmaq çətindir.

“Bizim sensorlarımız nə qədər həssas olarsa, fon səs-küyünə də bir o qədər həssas olurlar” deyir alimlər. "Hazırda həll etməyə çalışdığımız problem budur." Yeni texnologiya ilk dəfə 2017-ci ildə təklif edilən Quantum Parametric Sorting Mode və ya QPMS adlı texnikadan istifadə edərək tək fotonlu səs-küyün qarşısının alınmasının ilk real nümayişidir.

Səs-küylü şəkilləri təmizləmək üçün proqramdan sonrakı emaldan istifadə edən əksər səs-küy filtrləmə alətlərindən fərqli olaraq, QPMS sensor səviyyəsində eksponent olaraq daha təmiz şəkillər yaratmaq üçün ekzotik qeyri-xətti optikadan istifadə edərək kvant işıq imzalarını təsdiqləyir.

Arxa fon səs-küyündə məlumat daşıyan xüsusi fotonu tapmaq çovğundan bir qar dənəciyini qoparmağa çalışmaq kimidir - lakin tədqiqatçılar məhz buna nail olublar. Onlar müəyyən kvant xassələrinin lazer işığının çıxan nəbzinə çap edilməsi və sonra daxil olan işığın süzülməsi metodunu təsvir edir ki, sensor yalnız uyğun kvant xassələri olan fotonları aşkar etsin.

Nəticə: hədəfindən qayıdan fotonlara inanılmaz dərəcədə həssas olan, lakin faktiki olaraq bütün arzuolunmaz səs-küylü fotonlara məhəl qoymayan görüntüləmə sistemi. Bu yanaşma, siqnalı daşıyan hər bir foton daha çox səs-küylü fotonlar tərəfindən boğulduqda belə, kəskin 3D təsvirlər yaradır.

Tədqiqatın aparıcı müəllifi Patrick Rain, "İlkin foton aşkarlanmasını təmizləyərək, "səs-küylü" mühitlərdə dəqiq 3D təsvirin sərhədlərini itələyirik" dedi. "Biz göstərdik ki, səs-küyün miqdarını ən qabaqcıl təsvir texnologiyasının təmin edə biləcəyindən təxminən 40.000 dəfə azalda bilərik."

Praktiki baxımdan QPMS səs-küyün azaldılması LIDAR-a 30 kilometrə qədər məsafələrdə dəqiq, ətraflı 3-D təsvirlər yaratmaq üçün istifadə etməyə imkan verə bilər. QPMS, həmçinin günəşdən gələn sərt parıltının adətən uzaq lazer impulslarını boğduğu dərin kosmik rabitə üçün istifadə edilə bilər. Bəlkə də ən maraqlısı odur ki, bu texnologiya həm də tədqiqatçılara insan bədəninin ən həssas hissələrinin daha aydın görünüşünü verə bilər.

Təxminən səssiz tək foton görüntüləmə təmin etməklə sistem tədqiqatçılara gözün həssas toxumalarına zərər verməyəcək, demək olar ki, görünməz, zəif lazer şüalarından istifadə edərək insan tor qişasının aydın, yüksək detallı təsvirlərini yaratmağa kömək edəcək.

“Qu quşu” nanopeyki günəş yelkəni ilə kosmosa göndəriləcək

Rusiyanın “Lebed” nanospeyki günəş yelkənindən istifadə edərək Yerin orbitini tərk edən ilk kosmik gəmi ola bilər. Peykin uçuş modeli üç ildən sonra təqdim oluna bilər, bundan sonra sınaq uçuşu həyata keçiriləcək.

Texnikanın tədqiqat missiyaları üçün istifadə edilməsi planlaşdırılır ki, bu da ağır mühərriklərin istifadəsindən imtina səbəbindən ucuzlaşacaq - bu, yerli zondun ümumi çəkisini azaldacaq. Lebed və xarici dizaynlar arasındakı əsas fərq, iki qanadlı yelkənin unikal rotor dizaynıdır ki, bu da onun sahəsini on dəfə artırmağa imkan verir. adına Moskva Dövlət Texniki Universitetinin baş müəllimi kimi. Yerləşdirmə üçün çərçivə tələb etməyən Swan-da universitet tərəfindən patentləşdirilmiş iki qanadlı fırlanan yelkən Bauman Alexander Popov quraşdırılacaq. “Bunun sayəsində biz strukturun eyni çəkisi ilə onun sahəsini on dəfə artırmağı gözləyirik”, - alim qeyd edib.

Popovun sözlərinə görə, yeni qurğu reaktiv daşıyıcı vasitəsi ilə 1000 km yüksəklikdəki orbitə çatdırılacaq. Bundan sonra o, manevr elektrotermik mühərrikləri - rezistojetlər (onlar lazımi enerjini günəş panellərindən alacaqlar) ilə başlanan idarə olunan fırlanmaya başlayacaq. Eyni zamanda, mərkəzdənqaçma qüvvəsi hesabına peykin hər iki tərəfindəki xüsusi silindrlərdən birtərəfli əks etdirici örtüklü iki yelkən buraxılacaq. Onların ümumi uzunluğu təxminən 320 m olacaq.

Alimlər Yerin kosmosdan enerji təchizatı sistemini patentləşdiriblər

Rusiya Elmlər Akademiyasının Moskva Radiotexnika İnstitutu orbitdəki günəş elektrik stansiyasından Yerə enerji ötürmək üçün sistem üçün patent alıb, bu barədə Əqli Mülkiyyət üzrə Federal Xidmətin saytında məlumat verilib.

Sənədə əsasən, alimlər kosmik günəş elektrik stansiyasını 300-1000 kilometr yüksəklikdə yerləşdirməyi və yerüstü qəbul məntəqəsi üzərindən uçarkən elektrik stansiyasının akkumulyatorlarında toplanmış enerjini mikrodalğalı sobalardan istifadə etməklə ötürməyi təklif edirlər.

Eyni zamanda, 1971-ci il oxşar Amerika patenti, günəş kosmik elektrik stansiyasının yaradılması ideyasının ilk dəfə irəli sürüldüyü Rusiya patentində göstərilmişdir. Sonra elektrik stansiyasını 36 min kilometr hündürlükdə geostasionar orbitdə yerləşdirmək təklif edildi ki, bu da onun həmişə Yer səthinin eyni hissəsindən yuxarıda olmasına imkan verəcək və bununla da Yerə enerjinin daimi ötürülməsini təmin edəcəkdir.. Lakin bu halda qəbuledici məntəqə ekvatorda yerləşməlidir. Rusiyanın təklifi enerjinin Yer kürəsinin digər regionlarına ötürülməsinə imkan yaradır.

2018-ci ildə “Şvabe” holdinqinin baş direktorunun birinci müavini Sergey Popov “RİA Novosti”yə müsahibəsində bildirmişdi ki, rusiyalı alimlər günəş enerjisini planetin həmin hissələrinə ötürə biləcək təkrarlayıcı güzgü ilə orbital lazer hazırlayırlar. Arktikaya qədər elektrik stansiyaları da daxil olmaqla, elektrik stansiyalarının tikintisinin qeyri-mümkün və ya olduqca çətin olduğu yer.

Tanınma sistemi dronların 10 dəfə daha sürətli uçmasına və qəzaya uğramamasına imkan verəcək

Sürix Universitetinin (İsveçrə) mühəndisləri dronlar üçün prinsipial olaraq yeni toqquşmaların qarşısının alınması sistemini təqdim ediblər - hələ ki, dünyada bundan daha sürətli və dəqiq heç nə yoxdur. Onlar bir çox kommersiya pilotsuz sistemlərində olduğu kimi 20-40 millisaniyəlik reaksiya sürətinin yüksək sürətli uçan dronların təhlükəsiz hərəkətini təşkil etmək üçün kifayət etmədiyindən irəli gəlirdilər. Isveçrəlilər öz zəkalarının imkanlarını nümayiş etdirmək üçün dronlara onlara uçan toplardan məharətlə yayınmağı öyrətməklə, bouncer oyunundan istifadə etdilər.

Dronların maneələrə reaksiya müddəti ilə bağlı problemin iki kökü var. Birincisi, yerüstü nəqliyyat vasitələri ilə müqayisədə uçan nəqliyyat vasitələrinin yüksək hərəkət sürəti. İkincisi, zəif hesablama gücü, buna görə bort sistemlərinin vəziyyəti təhlil etməyə və müdaxiləni tanımağa vaxtı yoxdur. Həll kimi mühəndislər reaksiya sürətini 3,5 millisaniyə qədər artıraraq sensorları “hadisə kameraları” ilə əvəz ediblər.

Hadisə kamerası yalnız kadrdakı ayrı-ayrı piksellərin parlaqlığının dəyişməsinə reaksiya verir və digərlərinə məhəl qoymur, ona görə də statik və ya oturaq fonda hərəkət edən obyekti aşkar etmək üçün çox az məlumat emal etməlidir. Yüksək reaksiya sürəti buna görədir, lakin praktiki təcrübələr zamanı məlum oldu ki, nə mövcud dronlar, nə də kameraların özləri bu məqsəd üçün uyğun deyil. İsveçrə mühəndislərinin məziyyəti ondan ibarətdir ki, onlar həm kameraları, həm də kvadrokopterlərin platformasını yenidən hazırlayıblar, üstəlik onlar lazımi alqoritmləri işləyib hazırlayıb, əslində yeni sistem yaradıblar.

Bouncer oynayarkən, belə bir sistemə malik bir dron 90% hallarda ona 10 m / s sürətlə, cəmi 3 m məsafədən atılan topu qaçırmağı bacarır. bir kamera, əgər müdaxilənin ölçüsü əvvəlcədən məlumdursa - a iki kameranın olması ona müdaxilənin bütün parametrlərini dəqiq hesablamağa və düzgün qərar qəbul etməyə imkan verir. İndi mühəndislər çətin marşrutlarda uçarkən sistemi hərəkətdə sınamaq üzərində işləyirlər. Onların hesablamalarına görə, nəticədə PUA-lar toqquşma riski olmadan indikindən on dəfə tez uça biləcək.

Sinqapur alimləri köhnə təkərlərdən əla aerojel hazırlamağı öyrəniblər

Sinqapur Milli Universitetinin alimləri işlənmiş təkərlərin yalnız 40%-nin təkrar emala getməsindən son dərəcə məyus olmuşdular və buna görə də bu problemə alternativ həll yolu tapmağa başladılar. Aydın bir plan yox idi, yalnız bir fikir - rezinləri şin materialından təcrid etmək və ona yeni forma vermək. Məsələn, gözenekli bir aerojel bazasına çevirin - hüceyrələrin qazla doldurulduğu hüceyrə quruluşu.

Təcrübələr zamanı alimlər rezinləri çirklərdən təmizləmək üçün nazik təkər parçalarını “ekoloji cəhətdən təmiz” həlledicilər və su qarışığında isladıblar. Sonra məhlul vahid bir kütlə əmələ gələnə qədər həzm olundu, -50 ° C-ə qədər soyuduldu və 12 saat ərzində vakuum kamerasında liyofilləşdirildi. Çıxış sıx və yüngül aerogel idi.

Digər növ aerojellərdən fərqli olaraq, rezin əsaslı versiya dəfələrlə daha güclü oldu. Metoksitrimetilsilandan örtüyü tətbiq etdikdən sonra o, həm də suya davamlı oldu, bu da dərhal perspektivli tətbiq sahəsini müəyyənləşdirdi - neft dağılmalarını aradan qaldırmaq üçün sorbent kimi. Dünənki zibil başqa bir növ tullantı və çirklənmədən xilas olmağa kömək edəcək.

Amma ən çox da Sinqapur alimləri ixtiranın iqtisadi tərəfindən razıdırlar. 1 kv.m sahəsi olan rezin aerojel təbəqəsinin yaradılması. və 1 sm qalınlığı 12-13 saat çəkir və 7 dollara başa gəlir. Proses asanlıqla genişləndirilə və kommersiya baxımından cəlbedici bir işə çevrilə bilər. Xüsusilə, böyük ehtiyatlar və mənbə materialının ucuzluğu nəzərə alınmaqla.

Rusiya Federasiyasında pilotsuz uçan taksi hazırlanır

Rusiyada 500 km/saat kruiz sürəti ilə 500 km məsafəyə sərnişin daşıya biləcək pilotsuz hava taksisi yaradılır. İlk eksperimental modelin 2025-ci ilə qədər yaradılması planlaşdırılır, o, şaquli uçuş və eniş üçün istifadə olunacaq.

“İzvestiya” qəzeti yazır ki, bundan sonra da daşıma qabiliyyəti 500 kq (dörd sərnişin) olan uçuş modelinin istehsal ediləcəyi gözlənilir.

Belə hava taksisi ilk növbədə əhalisi bir milyondan çox olan şəhərlərdə və ölkənin ən böyük bölgələrində istifadə üçün nəzərdə tutulub. Milli Texnologiya Təşəbbüsünün (NTI) tərtibatçıları izah etdilər ki, Rusiyada uçuş-enmə zolaqlarının olmaması səbəbindən avtomobilin istifadəsi aktual olacaq.

“Avtomobilin yüksək sürəti göyərtədə quraşdırılmış və elektrik generatoruna qoşulan qaz turbin aqreqatı ilə təmin ediləcək. O, altı stasionar mühərriki superkondensatorların akkumulyatoru vasitəsilə qidalandırır”, - NTI-da Aeronet işçi qrupunun həm-direktorunun müavini Pavel Bulat bildirib. Onun sözlərinə görə, mühərriklər qaldırıcı və dəstəkləyici ventilyatorları döndərəcək, onlar tamamilə qanad rolunu oynayan gövdəyə çəkiləcək. Nəzarətin reaktiv sükanlar və itələmə vektorunun dəyişdirilməsi ilə həyata keçirilməsi planlaşdırılır. Avtomobil üçün güc elektronikası ənənəvi silisium əvəzinə silisium karbiddən hazırlanacaq.

Bədən materialı da yenilikçi olacaq. Dizaynerlər ən son alüminium və skandium ərintisindən istifadə edəcəklər. O, Ümumrusiya Aviasiya Materialları İnstitutunda hazırlanmışdır. Bu, tamamilə metaldan qaynaqlanmış yüngül bir gövdə yaradacaqdır.

Toyota və Lexus avtomobil oğurluğunu mənasız etmək üçün texnologiya hazırlayır

Avtomobil oğurluğu avtomobil sahiblərinin üzləşdiyi ən böyük problemlərdən biridir. Hətta siqnalizasiya sistemləri həmişə öz vəzifələrinin öhdəsindən gəlmir, lakin istehsalçılar artıq daha inkişaf etmiş bir həll yoluna malikdirlər. 2020-ci ildən Rusiyada Toyota və Lexus markalarının bütün çeşidi unikal anti-oğurluq identifikatoru T-Mark / L-Mark ilə qorunacaq.

İdentifikator, müəyyən bir avtomobilin VIN nömrəsi ilə əlaqəli unikal PİN-kodun tətbiq olunduğu 1 mm diametrli bir filmdən mikronöqtələrlə avtomobilin işarəsidir. Ümumilikdə 10 000-ə qədər belə nöqtə müxtəlif gövdə elementləri və birləşmələrinə tətbiq olunur. Onların toyota.ru və lexus.ru saytlarında "əlavə edilmiş" nəqliyyat vasitəsinə uyğunluğunu yoxlaya bilərsiniz.

Markalanmadan istifadə hüquq-mühafizə orqanlarına və işlənmiş avtomobillərin alıcılarına avtomobilin “pasport” məlumatlarını onun faktiki istehsal tarixi, avadanlığı, markası və mühərrik nömrəsi və digər xüsusiyyətləri ilə yoxlamağa imkan verir. İstehsalçı identifikatorları qaçıranların Toyota və Lexus avtomobillərinə marağını əhəmiyyətli dərəcədə azaldan və onların təkrar bazarda nəqliyyat vasitələrinin təkrar satışı imkanlarını istisna etməyə imkan verən həll yolu kimi yerləşdirir.

Daxili bazarda L-Mark alan ilk avtomobil Lexus ES oldu - istehsalçıya görə, bu günə qədər oğurluğa qarşı işarələrlə təchiz edilmiş bu sedanın oğurlanması halları baş verməyib. Bundan əlavə, markalanmış avtomobillərin sahibləri oğurluq riski ilə bağlı KASKO siyasətində 15%-ə qədər endirimlərə malikdirlər. Rusiyada Toyota və Lexus markalarının çeşidinin T-Mark/L-Mark ilə təchiz edilməsi prosesinin 2020-ci ildə başa çatdırılacağı gözlənilir.

Superkeçiricilər üzərində işləyən Rusiya elektrik mühərriki uçuş zamanı sınaqdan keçiriləcək

adına TsİAM-ın mütəxəssisləri PI Baranov Rusiyada ilk hibrid elektrik stansiyasını elektrik mühərriki ilə sınaqdan keçirmək üçün hazırlıqlara başladı. Bu barədə bir gün əvvəl RİA Novosti elmi sınaq mərkəzinin mətbuat xidmətinə istinadən məlumat yayıb.

Bu ayın ortalarında institutun nümayəndələri FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , burada Yak-40 bazasındakı uçan laboratoriyanı yoxladılar, burada gələcəkdə perspektivli qurğunun sınaqdan keçirilməsi planlaşdırılır. Uçuş sınaqlarının 2 ildən sonra baş tutacağı gözlənilir. FPI-nin sifarişi ilə ZAO Superoks tərəfindən yaradılmış ən son yüksək temperaturlu elektrik mühərrikinin superkeçiricilər üzərində quraşdırılması və təyyarənin burnunda soyutma sisteminin quraşdırılması planlaşdırılır. Xatırladaq ki, bu qurğu ənənəvi elektrik avadanlığı ilə müqayisədə hibrid qurğunun komponentlərinin enerji sıxlığı və səmərəliliyində nəzərəçarpacaq üstünlük təmin edə bilən unikal yerli inkişafdır.

Öz növbəsində, uçan laboratoriyanın “quyruğundakı” üç mühərrikdən birinin əvəzinə USATU tərəfindən hazırlanmış elektrik generatoru olan turboşaftlı qaz turbin qurğusu quraşdırılacaq. Yak-40-ın salonunda idarəetmə sisteminin blokları və akkumulyatorlar yerləşdiriləcək. Uçuş zamanı sınaq mühəndisləri də orada olacaq. Qarşıdakı sınaqların əsas məqsədi gələcəkdə perspektivli regionlararası Rusiya təyyarələrində quraşdırıla bilən hibrid elektrik stansiyasının nümayiş etdiricisini yaratmaqdır.