3 tekniker som är ovanliga även för 2019

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Kärnkraftsmikrobatteri, världens första "våg" kraftverk och en ubåt. Vi kommer nu att berätta mer om dessa tre ovanliga utvecklingar mer i detalj.

"Evigt" kärnkraftsbatteri NanoTritium

2005 påbörjade det kanadensiska företaget CityLabs en aktiv utveckling av ett batteri som kunde hålla i många år. I sin forskning utgick ingenjörer från utvecklingen av Larry Olsen, som började på sjuttiotalet av 1900-talet. Det var då som Olsen föreslog en modell för en radioisotopkraftkälla.

Och 2008, tre år efter arbetets början, erbjöd CityLabs "till salu" de första proverna av NanoTritium - ett kommersiellt P100-batteri. Dess maximala effekt är liten - bara sjuttiofem nanowatt, olika versioner kan producera från femtio till trehundra nanoampere. Livslängd - tjugo år (med ett plus, som utvecklarna säger). Utlösningsformen för P100-batterierna är i form av LCC 44 och LCC68 mikrokretsar.

Till skillnad från kemiska batterier är NanoTritium en fysisk energikälla, det vill säga den innehåller inga aktiva kemikalier. Även om helium frigörs under drift, är det i extremt små mängder och utgör ingen giftig fara. Också säker för människor och strålning från sönderfallet av tritium (tror forskare), eftersom det sprider sig i luften bokstavligen några millimeter från batteriet.

Driftschemat för tritiumbatteriet P100

Grunden för batteriet är sönderfallet av tritium (detta är en tung isotop av väte, mycket sällsynt och dyr). Halveringstiden för tritium är drygt tolv år. Det erhålls på två sätt - genom att bestråla litium med en litiumisotop och neutroner, eller genom att bearbeta "tungt" vatten från reaktorer.

Under 2018 introducerade CityLabs den nya NanoTritium-serien, P200, en strömkälla med spänningar från 0,8 till 2,4 volt och strömstyrka från 52 till 156 mikroampere. Batterier kan fungera i ett temperaturområde på minus fyrtio - plus åttio grader Celsius.

Applikationerna för sådana lågeffektsbatterier är faktiskt ganska olika: inom tryck-/omgivningstemperatursensorer, smarta sensorer, medicinska implantat, uppladdningsbara litiumbatterier, semi-passiva och aktiva RFID (radiofrekvensidentifiering), kiselklockor, SRAM-minnesbackup, djuphavsvatten oljekällassensorer, lågeffektprocessorer (t.ex. ASIC, FPGA, MicroController-block, etc.).

Pelamis Wave Power - "havsormar" som äter vågor

Energin som genereras av vågorna i jordens hav och oceaner är enorm. Det fanns till och med forskare som beräknade att det är lika med två terawatt. Den exakta siffran eller inte är inte så viktig, det viktigaste är att denna resurs är förnybar och inte på något sätt påverkar försämringen av den ekologiska situationen i världen.

Skotska ingenjörer från företaget Pelamis Wave Power försökte använda denna energi och byggde en fantastisk mekanism. Dess utveckling började redan 1998 - det var då som idén uppstod, men företaget hittade inte de medel som behövdes för dess konstruktion på länge. Efter att ha fått ett forskningsanslag 2002 byggdes en prototyp i Pelamis Wave Power. På grundval av detta, 2005, undertecknades ett kontrakt med det portugisiska företaget Enersis för byggandet av världens första "vågkraftverk".

Grunden för den portugisiska stationen är Pelamis P-750-omvandlare, var och en hundrafyrtio meter lång och tre och en halv meter "tjock", de väger också mycket - cirka sjuhundrafemtio ton (fullastad). Pelamis P-750 är en halvt nedsänkt struktur med fyra sektioner sammankopplade med speciella gångjärn. Svängande på vågorna böjer sig delar av "röda havsormen" vid dessa gångjärn.

Varje omvandlare använder tre energiomvandlingsmoduler. De består av ett komplext slutet hydraulsystem, där hydraulkolvar pumpar olja, vilket tvingar elektriska generatorer att rotera. Det är också nödvändigt att placera omvandlare klokt - där det finns fler vågor, där, där de svänger starkare på dem, kommer Pelamis att generera mer elektricitet.

Hösten 2008, utanför Portugals nordvästra kust, nära Povua de Varzima, producerade kraftverket Agucadoura Wave Farm den första elektriciteten "tagen" från vågorna. Toppeffekten för en "snake" -omvandlare Pelamis P-750 är 750 kW. Det portugisiska kraftverket har tre installationer. Således, enligt beräkningar, kan de leverera upp till två och en kvart megawatt (jag måste säga, när den lanserades i genomsnitt producerade varje installation etthundrafemtio kilowatt, eller fyrahundrafemtio totalt).

Det vidare ödet för denna otroliga installation är sorgligt. Efter två månader i drift kopplades den ur och returnerades till Pelamis Wave Power för att åtgärda ledlagerproblemen. Samtidigt tvingades Babcock & Brown (PWP:s grundare) anställa en tredjepartschef på grund av ekonomiska svårigheter. Pelamis-projektet har officiellt stängts.

PS. Detta är dock inte slutet på historien. I oktober 2016, efter att ett kinesiskt företag avslöjat en liknande havsormprodukt, spekulerade tidigare anställda på Pelamis Wave Power om industrispionage: efter ett besök av en kinesisk delegation 2011 saknades flera bärbara datorer i företagets byggnad.

Tja, ytterligare en teknik, snarare som underhållning:

Fantastisk Necker Nymph "flyger" under vattnet

Föreställ dig - en apparat som liknar ett flygplan med lätt motor, som smidigt svajar på vågorna. Och sedan, som ser till att hans passagerare är i sina platser, accelererar piloten honom, vilket tvingar honom att "dyka" … Och längre och längre tar han honom bort från vattnets gnistrande yta, mot en oförglömlig undervattensresa.

En sådan anordning finns faktiskt. Hans namn är Necker Nymph, den första av sin typ undervattensfarkoster. Designen har en öppen sittbrunn, har positiv flytförmåga, och viktigast av allt, den använder inte den vanliga metoden (ballast) för dykning, utan de "aerodynamiska" egenskaperna hos vingarna.

Det kan vara tre personer ombord - en "pilot" och två "passagerare". De skyddas från mötande vatten av kåpor, som på racerbilar - speciella "vindrutor" som avlastar trycket från vattenflödet. En mer panoramavy från en öppen sittbrunn är svårt att föreställa sig! Styrningen utförs av piloten med hjälp av en joystick.

Joysticken kontrollerar lutning, rullning och girning, och gasspaken styr rörelser framåt och bakåt. En flyg- och navigeringsdator (FAN-C), liknande de som används i moderna jaktplan, övervakar hastighet, djup och håller dykningen inom förutbestämda gränser. Farkosten är också utrustad med ett trippelt redundant livstödssystem och kommer automatiskt att återvända till ytan vid eventuella fel.

Dykets varaktighet är två timmar (så mycket luft i dykarnas cylindrar), maxdjupet är cirka trettio meter, minimihastigheten under vatten är cirka två km/h (något mer än en knop), maxdjupet är cirka elva km/h (sex knop). Mått Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, vikt sjuhundrafemtio kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) började utveckla den här typen av apparater i slutet av 1990-talet, när DeepFlight-submersibles inte använde ballast för nedsänkning, utan använde den "negativa lyft" som skapades av vingarna. Necker Nymph utvecklades också under kodnamnet DeepFlight Merlin.

Ägaren till denna fantastiska enhet är chefen för Virgin Group, Richard Branson, och Graham Hawkes designade och skapade den. Kostnaden för enheten är $ 670 000.