3 công nghệ bất thường cho năm 2019

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Pin siêu nhỏ hạt nhân, nhà máy điện "tạo sóng" đầu tiên trên thế giới và một tàu ngầm. Bây giờ chúng tôi sẽ cho bạn biết thêm về ba sự phát triển bất thường này một cách chi tiết hơn.

Pin hạt nhân "vĩnh cửu" NanoTritium

Năm 2005, công ty CityLabs của Canada đã bắt đầu tích cực phát triển loại pin có thể sử dụng trong nhiều năm. Trong nghiên cứu của họ, các kỹ sư bắt đầu từ sự phát triển của Larry Olsen, bắt đầu từ những năm bảy mươi của thế kỷ XX. Sau đó, Olsen đề xuất một mô hình cho nguồn điện đồng vị phóng xạ.

Và vào năm 2008, ba năm sau khi bắt đầu hoạt động, CityLabs đã “rao bán” những mẫu NanoTritium đầu tiên - một loại pin thương mại P100. Công suất cực đại của nó rất nhỏ - chỉ có bảy mươi lăm nano, các phiên bản khác nhau có khả năng tạo ra từ năm mươi đến ba trăm nanoampe. Tuổi thọ sử dụng - hai mươi năm (với một điểm cộng, như các nhà phát triển nói). Hình thức phát hành của pin P100 ở dạng vi mạch LCC 44 và LCC68.

Không giống như pin hóa học, NanoTritium là một nguồn năng lượng vật lý, tức là nó không chứa các hóa chất hoạt động. Mặc dù heli được giải phóng trong quá trình hoạt động, nó với số lượng cực kỳ nhỏ và không gây nguy hiểm độc hại. Cũng an toàn cho con người và bức xạ từ sự phân hủy của triti (các nhà khoa học tin rằng), vì nó lan truyền trong không khí cách pin vài mm theo nghĩa đen.

Sơ đồ hoạt động của pin tritium P100

Cơ sở của pin là sự phân rã của triti (đây là một đồng vị nặng của hydro, rất hiếm và đắt tiền). Thời gian bán hủy của triti chỉ hơn 12 năm. Nó thu được theo hai cách - bằng cách chiếu xạ liti với đồng vị liti và các nơtron, hoặc bằng cách xử lý nước "nặng" từ các lò phản ứng.

Vào năm 2018, CityLabs đã giới thiệu dòng NanoTritium mới, P200, một bộ nguồn có điện áp từ 0,8 đến 2,4 vôn và cường độ dòng điện từ 52 đến 156 micromet. Pin có thể hoạt động trong phạm vi nhiệt độ từ âm bốn mươi - cộng tám mươi độ C.

Các ứng dụng cho loại pin năng lượng thấp như vậy thực sự khá đa dạng: trong cảm biến áp suất / nhiệt độ môi trường xung quanh, cảm biến thông minh, cấy ghép y tế, pin lithium có thể sạc lại, RFID bán thụ động và chủ động (nhận dạng tần số vô tuyến), đồng hồ silicon, sao lưu bộ nhớ SRAM, biển sâu cảm biến giếng dầu, bộ xử lý công suất thấp (ví dụ: ASIC, FPGA, khối MicroController, v.v.).

Pelamis Wave Power - "rắn biển" ăn sóng

Năng lượng do sóng biển và đại dương của Trái đất tạo ra là rất lớn. Thậm chí có những nhà khoa học đã tính toán rằng nó bằng hai terawatt. Con số chính xác hay không không quá quan trọng, điều quan trọng là nguồn tài nguyên này có thể tái tạo và không ảnh hưởng đến sự suy thoái của tình hình sinh thái trên thế giới.

Các kỹ sư người Scotland từ công ty Pelamis Wave Power đã cố gắng sử dụng năng lượng này và chế tạo ra một cơ chế đáng kinh ngạc. Sự phát triển của nó bắt đầu từ năm 1998 - chính lúc đó ý tưởng đã nảy sinh, nhưng công ty đã không tìm thấy nguồn vốn cần thiết để xây dựng nó trong một thời gian dài. Sau khi nhận được tài trợ nghiên cứu vào năm 2002, một nguyên mẫu đã được chế tạo trong Pelamis Wave Power. Trên cơ sở đó, vào năm 2005, một hợp đồng đã được ký kết với công ty Enersis của Bồ Đào Nha về việc xây dựng nhà máy điện "làn sóng" đầu tiên trên thế giới.

Cơ sở của nhà ga Bồ Đào Nha là các bộ chuyển đổi Pelamis P-750, mỗi bộ dài một trăm bốn mươi mét và dày ba mét rưỡi, chúng cũng nặng rất nhiều - khoảng bảy trăm năm mươi tấn (đã đầy tải). Pelamis P-750 là một cấu trúc bán chìm gồm bốn phần được nối với nhau bằng các bản lề đặc biệt. Đung đưa trên sóng, các đoạn của "con rắn biển đỏ" uốn cong ở các bản lề này.

Mỗi bộ chuyển đổi sử dụng ba mô-đun chuyển đổi năng lượng. Chúng bao gồm một hệ thống thủy lực khép kín phức tạp, nơi các piston thủy lực bơm dầu, buộc máy phát điện quay. Cũng cần phải đặt các bộ chuyển đổi một cách khôn ngoan - nơi có nhiều sóng hơn, ở đó, lắc mạnh hơn vào chúng, Pelamis sẽ tạo ra nhiều điện hơn.

Vào mùa thu năm 2008, ngoài khơi bờ biển phía tây bắc của Bồ Đào Nha, gần Povua de Varzima, nhà máy điện Agucadoura Wave Farm đã sản xuất ra dòng điện đầu tiên được "lấy" từ sóng biển. Công suất cực đại của một bộ chuyển đổi "rắn" Pelamis P-750 là 750 kW. Nhà máy điện của Bồ Đào Nha có ba cơ sở lắp đặt. Do đó, theo tính toán, chúng có khả năng cung cấp tới hai và một phần tư megawatt (tôi phải nói rằng, khi được khởi động, trung bình mỗi lần lắp đặt tạo ra một trăm năm mươi kilowatt, hoặc bốn trăm năm mươi tất cả cùng nhau).

Số phận xa hơn của sự sắp đặt đáng kinh ngạc này thật đáng buồn. Sau hai tháng sử dụng, nó đã được ngắt kết nối và được đưa trở lại Pelamis Wave Power để khắc phục các vấn đề về ổ trục khớp. Đồng thời, Babcock & Brown (người sáng lập PWP) buộc phải thuê người quản lý bên thứ ba do khó khăn về tài chính. Dự án Pelamis đã chính thức đóng cửa.

Tái bút. Tuy nhiên, đây không phải là kết thúc của câu chuyện. Vào tháng 10 năm 2016, sau khi một công ty Trung Quốc tiết lộ sản phẩm rắn biển tương tự, các cựu nhân viên của Pelamis Wave Power đã suy đoán về hoạt động gián điệp công nghiệp: sau chuyến thăm của một phái đoàn Trung Quốc vào năm 2011, một số máy tính xách tay đã bị mất tích trong tòa nhà của công ty.

Chà, một công nghệ nữa, đúng hơn là giải trí:

Necker Nymph tuyệt vời "bay" dưới nước

Hãy tưởng tượng - một bộ máy giống như một chiếc máy bay động cơ nhẹ, lắc lư nhẹ nhàng trên sóng. Và sau đó, người phi công, đảm bảo rằng hành khách của anh ta đang ở trên ghế của họ, tăng tốc anh ta, buộc anh ta "lặn" … Và, càng ngày càng xa, anh ta đưa anh ta ra khỏi bề mặt lấp lánh của nước, hướng tới một cuộc hành trình dưới nước không thể nào quên.

Một thiết bị như vậy thực sự tồn tại. Tên anh ta là Necker Nymph, chiếc đầu tiên thuộc loại phương tiện di chuyển dưới nước. Thiết kế có một buồng lái mở, sở hữu sức nổi dương, và quan trọng nhất, nó không sử dụng phương pháp thông thường (dằn) để lặn, mà là đặc tính "khí động học" của cánh.

Có thể có ba người trên tàu - một "phi công" và hai "hành khách". Chúng được bảo vệ khỏi dòng nước chảy tới bằng hệ thống trợ lực, giống như trên xe đua - "kính chắn gió" đặc biệt giúp giảm áp lực của dòng nước. Khó có thể tưởng tượng được một cái nhìn toàn cảnh hơn từ một buồng lái mở! Việc điều khiển được thực hiện bởi phi công bằng cần điều khiển.

Cần điều khiển điều khiển độ nghiêng, cuộn và ngáp, và cần điều khiển điều khiển chuyển động tiến và lùi. Một máy tính điều hướng và bay (FAN-C), tương tự như những máy bay được sử dụng trong máy bay chiến đấu hiện đại, giám sát tốc độ, độ sâu và duy trì hoạt động lặn trong giới hạn định trước. Chiếc tàu này cũng được trang bị hệ thống hỗ trợ sinh mạng dự phòng gấp ba lần và sẽ tự động quay trở lại bề mặt trong trường hợp có bất kỳ sự cố nào.

Thời gian lặn là hai giờ (rất nhiều không khí trong bình của thợ lặn), độ sâu tối đa khoảng ba mươi mét, tốc độ tối thiểu dưới nước khoảng hai km / h (hơn một hải lý một chút), tối đa là khoảng 11 km / h (sáu hải lý / giờ). Kích thước Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, trọng lượng bảy trăm năm mươi kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) bắt đầu phát triển loại thiết bị này vào cuối những năm 1990, khi tàu lặn DeepFlight không sử dụng chấn lưu để lặn mà sử dụng "lực nâng âm" do cánh tạo ra. Necker Nymph cũng được phát triển với tên mã DeepFlight Merlin.

Chủ nhân của thiết bị tuyệt vời này là người đứng đầu Tập đoàn Virgin, Richard Branson, và Graham Hawkes đã thiết kế và tạo ra nó. Giá thành của thiết bị là 670.000 USD.