3 teknologier, der er usædvanlige selv for 2019

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Nukleart mikrobatteri, verdens første "bølge" kraftværk og en ubåd. Vi vil nu fortælle dig mere om disse tre usædvanlige udviklinger mere detaljeret.

"Evig" atombatteri NanoTritium

I 2005 begyndte den canadiske virksomhed CityLabs aktiv udvikling af et batteri, der kunne holde i mange år. I deres forskning tog ingeniører udgangspunkt i udviklingen af Larry Olsen, som begyndte i halvfjerdserne af det tyvende århundrede. Det var dengang, at Olsen foreslog en model for en radioisotopstrømkilde.

Og i 2008, tre år efter arbejdets begyndelse, tilbød CityLabs "til salg" de første prøver af NanoTritium - et kommercielt P100-batteri. Dens maksimale effekt er lille - kun femoghalvfjerds nanowatt, forskellige versioner er i stand til at producere fra halvtreds til tre hundrede nanoampere. Levetid - tyve år (med et plus, som udviklerne siger). Udgivelsesformen for P100-batterierne er i form af LCC 44 og LCC68 mikrokredsløb.

I modsætning til kemiske batterier er NanoTritium en fysisk energikilde, det vil sige, at den ikke indeholder aktive kemikalier. Selvom helium frigives under drift, er det i ekstremt små mængder og udgør ikke en giftig fare. Også sikker for mennesker og stråling fra henfaldet af tritium (mener videnskabsmænd), da det spredes i luften bogstaveligt talt et par millimeter fra batteriet.

Ordningen for driften af tritiumbatteriet P100

Grundlaget for batteriet er henfaldet af tritium (dette er en tung isotop af brint, meget sjælden og dyr). Halveringstiden for tritium er lidt over tolv år. Det opnås på to måder - ved at bestråle lithium med en lithiumisotop og neutroner, eller ved at behandle "tungt" vand fra reaktorer.

I 2018 introducerede CityLabs den nye NanoTritium-serie, P200, en strømforsyning med spændinger fra 0,8 til 2,4 volt og strømstyrke fra 52 til 156 mikroampere. Batterier kan fungere i et temperaturområde på minus fyrre - plus firs grader Celsius.

Anvendelserne for sådanne laveffektbatterier er faktisk ret forskellige: inden for tryk-/omgivelsestemperatursensorer, smarte sensorer, medicinske implantater, genopladelige lithiumbatterier, semi-passive og aktive RFID (radiofrekvensidentifikation), siliciumure, SRAM-hukommelsesbackup, dybt hav oliebrøndssensorer, laveffektprocessorer (f.eks. ASIC'er, FPGA'er, MicroController-blokke osv.).

Pelamis Wave Power - "havslanger", der spiser bølger

Den energi, der genereres af bølgerne i jordens have og oceaner, er enorm. Der var endda videnskabsmænd, der beregnede, at det er lig med to terawatt. Det nøjagtige tal eller ej er ikke så vigtigt, det vigtigste er, at denne ressource er vedvarende og ikke på nogen måde påvirker forringelsen af den økologiske situation i verden.

Skotske ingeniører fra Pelamis Wave Power-firmaet forsøgte at bruge denne energi og byggede en fantastisk mekanisme. Dens udvikling begyndte tilbage i 1998 - det var dengang, ideen opstod, men virksomheden fandt ikke de nødvendige midler til byggeriet i lang tid. Efter at have modtaget en forskningsbevilling i 2002, blev der bygget en prototype i Pelamis Wave Power. På grundlag heraf blev der i 2005 underskrevet en kontrakt med det portugisiske firma Enersis om opførelsen af verdens første "bølgekraftværk".

Grundlaget for den portugisiske station er Pelamis P-750-konvertere, hver hundrede og fyrre meter lange og tre og en halv meter "tykke", de vejer også meget - omkring syv hundrede og halvtreds tons (fuldt lastet). Pelamis P-750 er en semi-neddykket struktur af fire sektioner forbundet med specielle hængsler. Svingende på bølgerne bøjer dele af "den røde søslange" sig ved disse hængsler.

Hver konverter bruger tre energikonverteringsmoduler. De består af et komplekst lukket hydraulisk system, hvor hydrauliske stempler pumper olie og tvinger elektriske generatorer til at rotere. Det er også nødvendigt at placere omformere klogt - hvor der er flere bølger, der, der svinger stærkere på dem, vil Pelamis generere mere elektricitet.

I efteråret 2008, ud for Portugals nordvestlige kyst, nær Povua de Varzima, producerede kraftværket Agucadoura Wave Farm den første elektricitet "taget" fra bølgerne. Den maksimale effekt af en "slange" -konverter Pelamis P-750 er 750 kW. Det portugisiske kraftværk har tre installationer. Ifølge beregninger er de således i stand til at levere op til to og en kvart megawatt (jeg må sige, at ved at blive lanceret i gennemsnit producerede hver installation et hundrede og halvtreds kilowatt, eller fire hundrede og halvtreds tilsammen).

Den videre skæbne for denne utrolige installation er trist. Efter to måneder i drift blev den afbrudt og returneret til Pelamis Wave Power for at rette op på problemerne med ledleje. Samtidig blev Babcock & Brown (PWP's grundlægger) tvunget til at ansætte en tredjepartschef på grund af økonomiske vanskeligheder. Pelamis-projektet er officielt lukket.

PS. Dette er dog ikke slutningen på historien. I oktober 2016, efter at et kinesisk firma afslørede et lignende søslangeprodukt, spekulerede tidligere ansatte hos Pelamis Wave Power i industrispionage: Efter et besøg af en kinesisk delegation i 2011 manglede flere bærbare computere i virksomhedens bygning.

Nå, endnu en teknologi, snarere som underholdning:

Fantastisk Necker Nymph "flyver" under vandet

Forestil dig - et apparat, der ligner et fly med lette motorer, der jævnt svajer på bølgerne. Og så, sørger piloten for, at hans passagerer er på deres pladser, accelererer ham og tvinger ham til at "dykke" … Og længere og længere tager han ham væk fra den glitrende overflade af vandet, mod en uforglemmelig undervandsrejse.

Sådan en enhed findes faktisk. Hans navn er Necker Nymph, den første af sin type undervandsfartøjer. Designet har et åbent cockpit, besidder positiv opdrift, og vigtigst af alt, det bruger ikke den sædvanlige metode (ballast) til dykning, men de "aerodynamiske" egenskaber af vingerne.

Der kan være tre personer om bord - en "pilot" og to "passagerer". De er beskyttet mod det modkørende vand af kåber, som på racerbiler - specielle "forruder", der aflaster trykket fra vandstrømmen. En mere panoramaudsigt fra et åbent cockpit er svært at forestille sig! Styringen udføres af piloten ved hjælp af et joystick.

Joysticket styrer tilt, rul og krøjning, og gashåndtaget styrer bevægelsen frem og tilbage. En flyve- og navigationscomputer (FAN-C), der ligner dem, der bruges i moderne jagerfly, overvåger hastighed, dybde og holder dykning inden for forudbestemte grænser. Fartøjet er også udstyret med et tredobbelt redundant livstøttesystem og vil automatisk vende tilbage til overfladen i tilfælde af fejl.

Varigheden af dykket er to timer (så meget luft i dykkernes cylindre), den maksimale dybde er omkring tredive meter, minimumshastigheden under vand er omkring to km/t (lidt mere end en knob), den maksimale er ca. elleve km/t (seks knob). Dimensioner Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, vægt syv hundrede og halvtreds kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) begyndte udviklingen af denne type apparater i slutningen af 1990'erne, hvor DeepFlight-dykkefartøjerne ikke brugte ballast til nedsænkning, men brugte det "negative løft" skabt af vingerne. Necker Nymph blev også udviklet under kodenavnet DeepFlight Merlin.

Ejeren af denne fantastiske enhed er lederen af Virgin Group, Richard Branson, og Graham Hawkes designet og skabte den. Prisen på enheden er $ 670.000.