3 فناوری که حتی برای سال 2019 غیرعادی هستند

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

میکرو باتری هسته ای، اولین نیروگاه "موج" جهان و یک زیردریایی. اکنون در مورد این سه پیشرفت غیرمعمول با جزئیات بیشتر به شما خواهیم گفت.

باتری هسته ای «ابدی» نانوتریتیوم

در سال 2005، شرکت کانادایی CityLabs توسعه فعال باتری را آغاز کرد که می‌توانست سال‌ها دوام بیاورد. مهندسان در تحقیقات خود از توسعه لری اولسن شروع کردند که در دهه هفتاد قرن بیستم آغاز شد. در آن زمان بود که اولسن مدلی برای منبع انرژی رادیوایزوتوپی پیشنهاد کرد.

و در سال 2008، سه سال پس از شروع کار، CityLabs اولین نمونه‌های NanoTritium - یک باتری تجاری P100 را "برای فروش" ارائه کرد. حداکثر توان آن کوچک است - تنها هفتاد و پنج نانووات، نسخه های مختلف قادر به تولید از پنجاه تا سیصد نانو آمپر هستند. عمر سرویس - بیست سال (با یک امتیاز، همانطور که توسعه دهندگان می گویند). شکل رهاسازی باتری های P100 به صورت ریز مدارهای LCC 44 و LCC68 می باشد.

برخلاف باتری های شیمیایی، نانو تریتیوم منبع فیزیکی انرژی است، یعنی حاوی مواد شیمیایی فعال نیست. اگرچه هلیوم در حین کار آزاد می شود، اما در مقادیر بسیار کم است و خطر سمی ندارد. همچنین برای انسان و تشعشعات ناشی از پوسیدگی تریتیوم (دانشمندان معتقدند) ایمن است، زیرا به معنای واقعی کلمه در فاصله چند میلی متری باتری در هوا پخش می شود.

طرح عملکرد باتری تریتیوم P100

اساس باتری تجزیه تریتیوم است (این یک ایزوتوپ سنگین هیدروژن است، بسیار کمیاب و گران قیمت). نیمه عمر تریتیوم کمی بیش از دوازده سال است. این ماده به دو روش به دست می آید - با تابش لیتیوم با ایزوتوپ لیتیوم و نوترون ها، یا با پردازش آب "سنگین" از راکتورها.

در سال 2018، CityLabs سری جدید NanoTritium، P200 را معرفی کرد، منبع تغذیه ای با ولتاژهای 0.8 تا 2.4 ولت و آمپر از 52 تا 156 میکروآمپر. باتری ها می توانند در محدوده دمایی منفی چهل تا هشتاد درجه سانتیگراد کار کنند.

کاربردهای چنین باتری های کم مصرف در واقع بسیار متنوع است: در حسگرهای فشار / دمای محیط، سنسورهای هوشمند، ایمپلنت های پزشکی، باتری های لیتیومی قابل شارژ، RFID نیمه غیرفعال و فعال (شناسایی فرکانس رادیویی)، ساعت های سیلیکونی، پشتیبان گیری حافظه SRAM، اعماق دریا. سنسورهای چاه نفت، پردازنده‌های کم مصرف (مانند ASIC، FPGA، بلوک‌های میکروکنترلر و غیره).

قدرت موج Pelamis - "مارهای دریایی" که امواج را می خورند

انرژی تولید شده توسط امواج دریاها و اقیانوس های زمین بسیار زیاد است. حتی دانشمندانی بودند که محاسبه کردند که برابر با دو تراوات است. رقم دقیق یا نه چندان مهم نیست، نکته اصلی این است که این منبع تجدید پذیر است و به هیچ وجه بر وخامت وضعیت اکولوژیکی در جهان تأثیر نمی گذارد.

مهندسان اسکاتلندی از شرکت Pelamis Wave Power سعی کردند از این انرژی استفاده کنند و مکانیزم شگفت انگیزی ساختند. توسعه آن در سال 1998 آغاز شد - در آن زمان بود که این ایده مطرح شد ، اما این شرکت برای مدت طولانی بودجه مورد نیاز برای ساخت خود را پیدا نکرد. پس از دریافت کمک هزینه تحقیقاتی در سال 2002، یک نمونه اولیه در نیروی موج Pelamis ساخته شد. بر اساس آن، در سال 2005، قراردادی با شرکت پرتغالی Enersis برای ساخت اولین نیروگاه "موج" جهان امضا شد.

اساس ایستگاه پرتغالی مبدل های Pelamis P-750 است که هر یک صد و چهل متر طول و سه و نیم متر "ضخامت" دارند، آنها همچنین وزن زیادی دارند - حدود هفتصد و پنجاه تن (کاملاً بارگیری شده). Pelamis P-750 یک سازه نیمه غوطه ور از چهار بخش است که توسط لولاهای مخصوص به هم متصل شده اند. با تاب خوردن روی امواج، بخش‌هایی از "مار دریایی سرخ" به سمت این لولاها خم می‌شوند.

هر مبدل از سه ماژول تبدیل انرژی استفاده می کند. آنها از یک سیستم هیدرولیک بسته پیچیده تشکیل شده اند که در آن پیستون های هیدرولیک روغن را پمپ می کنند و ژنراتورهای الکتریکی را مجبور به چرخش می کنند. همچنین لازم است مبدل ها را عاقلانه قرار دهید - در جایی که امواج بیشتری وجود دارد، در آنجا که با شدت بیشتری روی آنها تاب می خورد، Pelamis برق بیشتری تولید می کند.

در پاییز 2008، در سواحل شمال غربی پرتغال، در نزدیکی Povua de Varzima، نیروگاه مزرعه موج Agucadoura اولین برق "گرفته شده" از امواج را تولید کرد. حداکثر قدرت یک مبدل "مار" Pelamis P-750 750 کیلو وات است. نیروگاه پرتغالی دارای سه تاسیسات است. بنابراین، طبق محاسبات، آنها قادر به ارائه حداکثر دو و یک چهارم مگاوات هستند (باید بگویم که با راه اندازی، به طور متوسط هر تاسیسات صد و پنجاه کیلووات یا چهارصد و پنجاه کلوات تولید می کرد).

سرنوشت بعدی این نصب باورنکردنی غم انگیز است. پس از دو ماه سرویس، قطع و به برق موج Pelamis بازگشت تا مشکلات بلبرینگ اتصال برطرف شود. در همان زمان، Babcock & Brown (موسس PWP) به دلیل مشکلات مالی مجبور به استخدام یک مدیر شخص ثالث شد. پروژه Pelamis رسما تعطیل شد.

PS. با این حال، این پایان ماجرا نیست. در اکتبر 2016، پس از اینکه یک شرکت چینی از محصول مشابه مار دریایی رونمایی کرد، کارمندان سابق Pelamis Wave Power در مورد جاسوسی صنعتی گمانه زنی کردند: پس از بازدید یک هیئت چینی در سال 2011، چندین لپ تاپ از ساختمان این شرکت مفقود شد.

خوب، یک فناوری دیگر، به جای سرگرمی:

پوره شگفت انگیز Necker "پرواز" در زیر آب

تصور کنید - دستگاهی شبیه یک هواپیمای موتور سبک است که به آرامی روی امواج می چرخد. و سپس خلبان، با اطمینان از اینکه مسافرانش روی صندلی‌هایشان هستند، به او سرعت می‌دهد و او را مجبور به «شیرجه» می‌کند… و دورتر و دورتر، او را از سطح درخشان آب دور می‌کند و به سفری فراموش‌نشدنی زیر آب می‌برد..

چنین دستگاهی در واقع وجود دارد. نام او Necker Nymph است، اولین وسیله نقلیه زیر آب در نوع خود. این طرح دارای یک کابین باز است، دارای شناوری مثبت است و مهمتر از همه، از روش معمول (بالاست) برای غواصی استفاده نمی کند، بلکه از ویژگی های "آیرودینامیکی" بال ها استفاده می کند.

می تواند سه نفر در هواپیما وجود داشته باشد - یک "خلبان" و دو "مسافر". آنها مانند اتومبیل های مسابقه ای - "شیشه های جلو" ویژه که فشار جریان آب را کاهش می دهند، از آب ورودی محافظت می شوند. تصور یک نمای پانوراما بیشتر از کابین خلبان باز سخت است! کنترل توسط خلبان با استفاده از جوی استیک انجام می شود.

جوی استیک شیب، چرخش و انحراف را کنترل می کند و میله گاز حرکت رو به جلو و عقب را کنترل می کند. یک کامپیوتر پرواز و ناوبری (FAN-C)، مشابه آنهایی که در جنگنده های مدرن استفاده می شود، سرعت، عمق را کنترل می کند و غواصی را در محدوده های از پیش تعیین شده حفظ می کند. این سفینه همچنین مجهز به سیستم پشتیبانی حیاتی سه گانه است و در صورت بروز هرگونه نقص به طور خودکار به سطح زمین باز می گردد.

مدت زمان غواصی دو ساعت (در سیلندرهای غواصان هوا زیاد است)، حداکثر عمق حدود سی متر، حداقل سرعت زیر آب حدود دو کیلومتر در ساعت (کمی بیشتر از یک گره)، حداکثر حدود یازده کیلومتر در ساعت (شش گره). ابعاد پوره گردن: 4، 6x3، 0x1، 2 متر، وزن هفتصد و پنجاه کیلوگرم.

فناوری‌های اقیانوس هاوکس (HOT) توسعه این نوع دستگاه را در اواخر دهه 1990 آغاز کرد، زمانی که زیردریایی‌های DeepFlight از بالاست برای غوطه‌وری استفاده نکردند، بلکه از "بالابر منفی" ایجاد شده توسط بال‌ها استفاده کردند. پوره Necker نیز با نام رمز DeepFlight Merlin ساخته شد.

صاحب این وسیله شگفت انگیز، رئیس گروه ویرجین، ریچارد برانسون است و گراهام هاکس آن را طراحی و ساخته است. قیمت دستگاه 670000 دلار می باشد.