3 teknologiaa, jotka ovat epätavallisia jopa vuonna 2019

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Ydinmikroakku, maailman ensimmäinen "aaltovoimala" ja sukellusvene. Kerromme sinulle nyt tarkemmin näistä kolmesta epätavallisesta kehityksestä.

"Ikuinen" ydinakku NanoTritium

Vuonna 2005 kanadalainen yritys CityLabs aloitti aktiivisen akun kehittämisen, joka voisi kestää useita vuosia. Insinöörit lähtivät tutkimuksessaan Larry Olsenin kehityksestä, joka alkoi 1900-luvun 70-luvulla. Silloin Olsen ehdotti mallia radioisotooppivirtalähteelle.

Ja vuonna 2008, kolme vuotta työn aloittamisen jälkeen, CityLabs tarjosi "myyntiin" ensimmäiset näytteet NanoTritiumista - kaupallisesta P100-akusta. Sen maksimiteho on pieni - vain seitsemänkymmentäviisi nanowattia, eri versiot pystyvät tuottamaan 50-300 nanoampeeria. Käyttöikä - kaksikymmentä vuotta (plussalla, kuten kehittäjät sanovat). P100-akkujen vapautusmuoto on LCC 44- ja LCC68-mikropiirejä.

Toisin kuin kemialliset akut, NanoTritium on fyysinen energianlähde, eli se ei sisällä aktiivisia kemikaaleja. Vaikka heliumia vapautuu käytön aikana, sitä on erittäin pieniä määriä eikä se aiheuta myrkyllistä vaaraa. Turvallinen myös ihmisille ja tritiumin hajoamisen aiheuttamalle säteilylle (tutkijat uskovat), koska se leviää ilmassa kirjaimellisesti muutaman millimetrin päässä akusta.

Tritiumpariston P100 toimintakaavio

Akun perusta on tritiumin hajoaminen (tämä on raskas vedyn isotooppi, erittäin harvinainen ja kallis). Tritiumin puoliintumisaika on hieman yli kaksitoista vuotta. Sitä saadaan kahdella tavalla - säteilyttämällä litiumia litiumisotoopilla ja neutroneilla tai käsittelemällä "raskasta" vettä reaktoreista.

Vuonna 2018 CityLabs esitteli uuden NanoTritium-sarjan, P200:n, virtalähteen, jonka jännitteet vaihtelevat välillä 0,8-2,4 volttia ja ampeerit 52-156 mikroampeeria. Akut voivat toimia lämpötila-alueella miinus neljäkymmentä - plus kahdeksankymmentä astetta.

Tällaisten pienitehoisten akkujen sovellukset ovat itse asiassa melko erilaisia: paine- / ympäristön lämpötila-anturit, älykkäät anturit, lääketieteelliset implantit, ladattavat litiumakut, puolipassiivinen ja aktiivinen RFID (radiotaajuustunnistus), piikellot, SRAM-muistin varmuuskopiointi, syvänmeren öljykaivoanturit, pienitehoiset prosessorit (esim. ASIC:t, FPGA:t, MicroController-lohkot jne.).

Pelamis Wave Power - "merikäärmeet", jotka syövät aaltoja

Maan merien ja valtamerten aaltojen tuottama energia on valtava. Oli jopa tutkijoita, jotka laskivat sen olevan kaksi terawattia. Tarkka luku vai ei, ei ole niin tärkeää, pääasia, että tämä luonnonvara on uusiutuva eikä vaikuta millään tavalla maailman ekologisen tilanteen heikkenemiseen.

Pelamis Wave Power -yhtiön skotlantilaiset insinöörit yrittivät käyttää tätä energiaa ja rakensivat hämmästyttävän mekanismin. Sen kehittäminen alkoi jo vuonna 1998 - silloin idea syntyi, mutta yritys ei pitkään aikaan löytänyt sen rakentamiseen tarvittavia varoja. Vuonna 2002 tutkimusapurahansa saatuaan Pelamis Wave Poweriin rakennettiin prototyyppi. Sen perusteella allekirjoitettiin vuonna 2005 sopimus portugalilaisen Enersis-yhtiön kanssa maailman ensimmäisen "aaltovoimalan" rakentamisesta.

Portugalin aseman perustana ovat Pelamis P-750 -muuntimet, joista jokainen on sataneljäkymmentä metriä pitkä ja kolme ja puoli metriä "paksua", ne painavat myös paljon - noin seitsemänsataaviisikymmentä tonnia (täysin lastattu). Pelamis P-750 on puoliksi upotettu rakenne, joka koostuu neljästä osasta, jotka on yhdistetty erityisillä saranoilla. Aalloilla heiluessa "punaisen merikäärmeen" osat taipuvat näissä saranoissa.

Jokainen muuntaja käyttää kolmea energianmuuntomoduulia. Ne koostuvat monimutkaisesta suljetusta hydraulijärjestelmästä, jossa hydraulimännät pumppaavat öljyä pakottaen sähkögeneraattorit pyörimään. Muuntimet on myös sijoitettava viisaasti - missä on enemmän aaltoja, siellä, heilauttamalla niitä voimakkaammin, Pelamis tuottaa enemmän sähköä.

Syksyllä 2008 Portugalin luoteisrannikolla lähellä Povua de Varzimaa Agucadoura Wave Farm -voimala tuotti ensimmäisen aalloista "otetun" sähkön. Yhden "käärme" -muuntimen Pelamis P-750 huipputeho on 750 kW. Portugalin voimalaitoksessa on kolme laitosta. Näin ollen ne pystyvät laskelmien mukaan toimittamaan jopa kaksi ja neljäsosa megawattia (minun on sanottava, että käynnistettynä jokainen laitos tuotti keskimäärin sataviisikymmentä kilowattia tai yhteensä neljäsataaviisikymmentä kilowattia).

Tämän uskomattoman asennuksen tuleva kohtalo on surullinen. Kahden kuukauden käytön jälkeen se irrotettiin ja palautettiin Pelamis Wave Powerille nivellaakeriongelmien korjaamiseksi. Samaan aikaan Babcock & Brown (PWP:n perustaja) joutui palkkaamaan kolmannen osapuolen johtajan taloudellisten vaikeuksien vuoksi. Pelamis-projekti on virallisesti päättynyt.

PS. Tämä ei kuitenkaan ole tarinan loppu. Lokakuussa 2016, kun kiinalainen yritys esitteli samanlaisen merikäärmetuotteen, Pelamis Wave Powerin entiset työntekijät spekuloivat teollisuusvakoilusta: Kiinan valtuuskunnan vierailun jälkeen vuonna 2011 yrityksen rakennuksesta puuttui useita kannettavia tietokoneita.

No, vielä yksi tekniikka, mieluummin viihteenä:

Upea Necker Nymph "lentävä" veden alla

Kuvittele - kevytmoottorista lentokonetta muistuttava laite, joka heiluu tasaisesti aalloilla. Ja sitten lentäjä, joka varmistaa, että hänen matkustajansa ovat paikoillaan, kiihdyttää häntä ja pakottaa hänet "sukeltamaan"… Ja yhä kauemmas ja kauemmas, hän vie hänet pois kimmeltävältä vedenpinnalta kohti unohtumatonta vedenalaista matkaa..

Tällainen laite on todella olemassa. Hänen nimensä on Necker Nymph, ensimmäinen vedenalainen ajoneuvo. Suunnittelussa on avoin ohjaamo, sillä on positiivinen kelluvuus, ja mikä tärkeintä, se ei käytä tavanomaista menetelmää (painolastia) sukeltamiseen, vaan siipien "aerodynaamisia" ominaisuuksia.

Koneessa voi olla kolme henkilöä - yksi "lentäjä" ja kaksi "matkustajaa". Ne on suojattu vastaantulevalta vedeltä suojuksilla, kuten kilpa-autoissa - erityisillä "tuulilaseilla", jotka vähentävät veden virtauksen painetta. Panoraamanäkymää avoimesta ohjaamosta on vaikea kuvitella! Ohjauksen suorittaa ohjaaja joystickin avulla.

Ohjaussauva ohjaa kallistusta, kallistusta ja kiertosuuntaa, ja kaasuvipu ohjaa liikettä eteenpäin ja taaksepäin. Lento- ja navigointitietokone (FAN-C), joka on samanlainen kuin nykyaikaisissa hävittäjissä, tarkkailee nopeutta, syvyyttä ja ylläpitää sukellusta ennalta määrätyissä rajoissa. Vene on myös varustettu kolminkertaisella redundantilla elatusapujärjestelmällä, ja se palaa automaattisesti pintaan virhetilanteissa.

Sukelluksen kesto on kaksi tuntia (sukeltajien sylintereissä niin paljon ilmaa), suurin syvyys noin kolmekymmentä metriä, miniminopeus veden alla noin kaksi km/h (hieman enemmän kuin yksi solmu), maksimi n. yksitoista km/h (kuusi solmua). Mitat Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, paino seitsemänsataaviisikymmentä kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) aloitti tämäntyyppisten laitteiden kehittämisen 1990-luvun lopulla, jolloin DeepFlight-sukelluskoneet eivät käyttäneet painolastia upottamiseen, vaan käyttivät siipien luomaa "negatiivista nostovoimaa". Necker Nymph kehitettiin myös koodinimellä DeepFlight Merlin.

Tämän hämmästyttävän laitteen omistaja on Virgin Groupin johtaja Richard Branson, ja Graham Hawkes suunnitteli ja loi sen. Laitteen hinta on 670 000 dollaria.