3 technológie, ktoré sú nezvyčajné aj pre rok 2019

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Jadrová mikrobatéria, prvá „vlnová“elektráreň na svete a ponorka. Teraz vám o týchto troch nezvyčajných novinkách povieme podrobnejšie.

"Večná" jadrová batéria NanoTritium

V roku 2005 začala kanadská spoločnosť CityLabs s aktívnym vývojom batérie, ktorá by mohla vydržať mnoho rokov. Inžinieri vo svojom výskume vychádzali z vývoja Larryho Olsena, ktorý sa začal v sedemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia. Vtedy Olsen navrhol model rádioizotopového zdroja energie.

A v roku 2008, tri roky po začatí prác, CityLabs ponúkli „na predaj“prvé vzorky NanoTritium – komerčnej batérie P100. Jeho maximálny výkon je malý – len sedemdesiatpäť nanowattov, rôzne verzie sú schopné vyprodukovať od päťdesiat do tristo nanoampérov. Životnosť - dvadsať rokov (s plusom, ako hovoria vývojári). Forma uvoľnenia batérií P100 je vo forme mikroobvodov LCC 44 a LCC68.

Na rozdiel od chemických batérií je NanoTritium fyzikálnym zdrojom energie, to znamená, že neobsahuje aktívne chemikálie. Aj keď sa hélium uvoľňuje počas prevádzky, je v extrémne malých množstvách a nepredstavuje toxické nebezpečenstvo. Bezpečné aj pre ľudí a žiarenie z rozpadu trícia (vedci sa domnievajú), že sa šíri vzduchom doslova niekoľko milimetrov od batérie.

Schéma činnosti tríciovej batérie P100

Základom batérie je rozpad trícia (je to ťažký izotop vodíka, veľmi vzácny a drahý). Polčas rozpadu trícia je niečo vyše dvanásť rokov. Získava sa dvoma spôsobmi – ožiarením lítia izotopom lítia a neutrónmi alebo spracovaním „ťažkej“vody z reaktorov.

V roku 2018 CityLabs predstavili novú sériu NanoTritium, P200, napájací zdroj s napätím v rozsahu od 0,8 do 2,4 voltu a prúdom od 52 do 156 mikroampérov. Batérie dokážu fungovať v teplotnom rozsahu mínus štyridsať – plus osemdesiat stupňov Celzia.

Aplikácie pre takéto batérie s nízkou spotrebou energie sú v skutočnosti veľmi rôznorodé: v snímačoch tlaku / okolitej teploty, inteligentných snímačoch, lekárskych implantátoch, dobíjacích lítiových batériách, polopasívnych a aktívnych RFID (rádiofrekvenčná identifikácia), kremíkových hodinách, zálohovaní pamäte SRAM, hlbokomorskom mori. snímače ropných vrtov, procesory s nízkou spotrebou energie (napr. ASIC, FPGA, bloky mikrokontrolérov atď.).

Pelamis Wave Power – „morské hady“, ktoré jedia vlny

Energia generovaná vlnami morí a oceánov Zeme je obrovská. Našli sa dokonca vedci, ktorí vypočítali, že sa rovná dvom terawattom. Presný údaj alebo nie nie je taký dôležitý, hlavné je, že tento zdroj je obnoviteľný a nijako neovplyvňuje zhoršovanie ekologickej situácie vo svete.

Túto energiu sa pokúsili využiť škótski inžinieri zo spoločnosti Pelamis Wave Power a zostrojili úžasný mechanizmus. Jeho vývoj sa začal ešte v roku 1998 – vtedy vznikol nápad, no firma dlho nenachádzala financie potrebné na jeho výstavbu. Po získaní grantu na výskum v roku 2002 bol postavený prototyp v Pelamis Wave Power. Na jej základe bola v roku 2005 podpísaná zmluva s portugalskou spoločnosťou Enersis na výstavbu prvej „vlnovej“elektrárne na svete.

Základom portugalskej stanice sú konvertory Pelamis P-750, každý stoštyridsať metrov dlhý a tri a pol metra „hrúbky“, aj tie vážia veľa – okolo sedemstopäťdesiat ton (plne naložené). Pelamis P-750 je polozapustená konštrukcia zo štyroch sekcií spojených špeciálnymi pántmi. Sekcie „červeného morského hada“, ktoré sa hojdajú na vlnách, sa ohýbajú na týchto pántoch.

Každý menič využíva tri moduly na premenu energie. Pozostávajú z komplexného uzavretého hydraulického systému, kde hydraulické piesty čerpajú olej, čím nútia elektrické generátory otáčať sa. Je tiež potrebné umiestniť konvertory múdro - tam, kde je viac vĺn, tam, kde sa na nich silnejšie hojdajú, bude Pelamis generovať viac elektriny.

Na jeseň roku 2008 pri severozápadnom pobreží Portugalska, neďaleko mesta Povua de Varzima, vyrobila elektráreň Agucadoura Wave Farm prvú elektrinu „vzatú“z vĺn. Špičkový výkon jedného "hada" -konvertora Pelamis P-750 je 750 kW. Portugalská elektráreň má tri zariadenia. Podľa výpočtov sú teda schopné dodať až dva a štvrť megawattu (musím povedať, že pri spustení každé zariadenie vyprodukovalo v priemere stopäťdesiat kilowattov alebo spolu štyristopäťdesiat).

Ďalší osud tejto neuveriteľnej inštalácie je smutný. Po dvoch mesiacoch prevádzky bol odpojený a vrátený do Pelamis Wave Power, aby sa napravili problémy s kĺbovým ložiskom. V tom istom čase bol Babcock & Brown (zakladateľ PWP) nútený najať manažéra tretej strany kvôli finančným ťažkostiam. Projekt Pelamis bol oficiálne ukončený.

PS. Toto však nie je koniec príbehu. V októbri 2016, po tom, čo čínska spoločnosť odhalila podobný produkt z morského hada, bývalí zamestnanci Pelamis Wave Power špekulovali o priemyselnej špionáži: po návšteve čínskej delegácie v roku 2011 v budove spoločnosti chýbalo niekoľko notebookov.

No, ešte jedna technológia, skôr ako zábava:

Úžasná Necker Nymph "lietajúca" pod vodou

Predstavte si - prístroj pripomínajúci lietadlo s ľahkým motorom, ktorý sa hladko hojdá na vlnách. A potom pilot, ktorý sa ubezpečil, že jeho pasažieri sú na svojich miestach, ho zrýchli, čím ho prinúti „potápať“… A stále ďalej a ďalej ho odnáša od trblietavej hladiny smerom k nezabudnuteľnej podvodnej ceste..

Takéto zariadenie skutočne existuje. Volá sa Necker Nymph, prvé podvodné vozidlá svojho druhu. Konštrukcia má otvorený kokpit, má pozitívny vztlak a čo je najdôležitejšie, nevyužíva obvyklý spôsob (záťaž) na potápanie, ale „aerodynamické“vlastnosti krídel.

Na palube môžu byť traja ľudia – jeden „pilot“a dvaja „cestujúci“. Pred prichádzajúcou vodou ich chránia aerodynamické kryty ako na pretekárskych autách – špeciálne „čelné sklá“, ktoré odľahčujú tlak prúdu vody. Je ťažké si predstaviť panoramatickejší výhľad z otvoreného kokpitu! Ovládanie vykonáva pilot pomocou joysticku.

Joystick ovláda náklon, nakláňanie a vybočenie a páka plynu ovláda pohyb dopredu a dozadu. Letový a navigačný počítač (FAN-C), podobný tým, ktoré sa používajú v moderných stíhačkách, monitoruje rýchlosť, hĺbku a udržuje potápanie v rámci vopred stanovených limitov. Plavidlo je tiež vybavené trojitým redundantným systémom podpory života a v prípade akejkoľvek poruchy sa automaticky vráti na povrch.

Trvanie ponoru je dve hodiny (toľko vzduchu vo valcoch potápačov), maximálna hĺbka je asi tridsať metrov, minimálna rýchlosť pod vodou je asi dva km/h (o niečo viac ako jeden uzol), maximálna asi jedenásť km/h (šesť uzlov). Rozmery Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, hmotnosť sedemstopäťdesiat kg.

Spoločnosť Hawkes Ocean Technologies (HOT) začala s vývojom tohto typu prístroja koncom 90. rokov, keď ponorky DeepFlight nepoužívali balast na ponorenie, ale využívali „negatívny zdvih“vytvorený krídlami. Necker Nymph bola vyvinutá aj pod kódovým názvom DeepFlight Merlin.

Majiteľom tohto úžasného zariadenia je šéf Virgin Group Richard Branson a Graham Hawkes ho navrhol a vytvoril. Cena zariadenia je 670 000 dolárov.