Топ 5 открытий в науке,технике.

Илон Маск даст $100 млн изобретателю лучшей технологии улавливания CO2

О своем намерении отдать круглую сумму в награду за разработку лучшего способа сбора углекислого газа

Как стало известно изданию TechCrunch, мероприятие по поиску кандидатов на приз от Илона Маска будет организовано при участии Xprize Foundation. Эта некоммерческая организация специализируется на проведении конкурсов, направленных на поощрение развития технологических инноваций.

Улавливание и хранение углерода (CCS) подразумевает сбор выделяемого промышленными и энергетическими источниками углекислого газа и его долговременное хранение изолированно от атмосферы с целью борьбы с потеплением климата и потенциальным загрязнением окружающей среды. Идея обсуждается на протяжении как минимум двух последних десятилетий, и уже существует множество компаний, стремящихся найти различные способы ее реализации.

Первоначально основным препятствиям к реализации технологий CCS была их высокая стоимость. Однако сейчас появились предприятия, которые нашли многообещающие решения для процесса сбора углекислого газа, подразумевающие его преобразование для дальнейшего полезного применения.

Например, компания LanzaTech развивает технологию, предполагающую превращение входящих в состав выбросов газов в этанол путем ферментации, то есть с помощью бактерий. Они поглощают выбросы и выделяют этанол, который затем можно использовать как топливо или для создания других веществ. Таким методом созданный компанией биореактор преобразует газообразные отходы сталелитейных заводов и других аналогичных предприятий.

Межзвёздный солнечный двигатель прошёл первые испытания.

Идея солнечного теплового двигателя существует уже несколько десятилетий, но только недавно исследователям, удалось провести первое испытание действующего прототипа такой установки. Работы над двигателем, возглавляемые Джейсоном Бенкоски, осуществляются в Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса в рамках заказанного в 2019 году НАСА изучения концепции космической миссии, посвященной непосредственно полету за пределы Ученые исследуют возможность создания зонда, который способен преодолеть 80 миллиардов километров, причем всего за 13,5–15 земных лет. Солнечные тепловые двигатели, по мнению разработчиков, самый быстрый в реализации способ, который позволит запустить космический аппарат в межзвездное пространство. По расчетам, такие установки в три раза эффективнее существующих химических ракетных двигателей.

Макет двигателя представляет собой пластину, в которую встроен змеевидный трубчатый теплообменник. В него подается жидкий гелий, в то время как пластина нагревается солнечным симулятором. Проходя по трубке и поглощая тепло, гелий расширяется и выходит через расположенное на конце теплообменника сопло, создавая тягу. Хотя протестированный прототип двигателя работал в условиях, далеких от реальных, результаты экспериментов с ним совпадают с расчетами, проведенными для модели межзвездного корабля.

Солнечный тепловой двигатель предполагается объединить с тепловым щитом космического аппарата, аналогичного тому, что применен на зонде Parker Solar Probe. У корабля для исследования межзвездного пространства в тепловой щит встроят теплообменник, где в качестве рабочего вещества будет использоваться водород, а не гелий.

Основная сложность заключается в том, что необходимой для межзвездного полета эффективности можно достигнуть только в случае, если космический аппарат выполнит

По расчетам, межзвездному аппарату необходимо пролететь на расстоянии всего миллиона миль от звезды, что даст ему возможность разогнаться ориентировочно с 50 тысяч км/ч до 320 тысяч км/ч. При этом зонду придется провести около 2,5 часов при температуре примерно 2500 °C.

Сейчас ученые работают над поиском материалов, устойчивых к таким экстремальным условиям. И хотя предстоит еще выполнить множество исследований, главное, что невероятные достижения в материаловедении делают осуществимой идею, выдвинутую более 60 лет назад. Джейсон Бенкоски отмечает, что таких успехов невозможно было бы добиться без 3D-печати.

У исследователей не остается времени, чтобы провести испытания своей разработки на околоземной орбите, но им будет что представить в отчете НАСА в конце будущего года. И, возможно, именно их проект Национальное агентство выберет в качестве приоритетного на ближайшее десятилетие.

Антилазер без

Над

Альтернативную технологию предложили ученые из Мэрилендского университета в сотрудничестве с коллегами из Уэслианского университета штата Коннектикут. В опубликованной в журнале Nature Communications статье исследователи рассказали, что в основе их проекта лежит принцип антилазера, то есть устройства для идеального поглощения когерентного излучения с определенной длиной волны. Причем в их разработке потоки энергии попадают в поглотитель по беспорядочной траектории.

Возглавивший исследование профессор физики Стивен Анлэйдж заявил: «Мы хотели, чтобы идеальное поглощение происходило в действительно сложных условиях».

Сначала ученые создали модель проводного электромагнитного «антилазера». Он представлял собой несколько беспорядочно соединенных проводящих электромагнитные волны коаксиальных кабелей, среди которых находился приемник. Замерив уровень поглощения приемником направляемых в систему микроволн разной частоты, амплитуды и фазы, исследователи подобрали характеристики излучения, которое позволило собрать 99,999% отправленной энергии.

Затем был проведен аналогичный эксперимент, но уже без проводов, а с использованием объемного СВЧ-резонатора неправильной формы, обеспечивающей хаотичное отражение излучения. Помещенный внутрь резонатора приемник смог собрать 99,996% энергии.

Ученые подчеркивают, что в отличие от ранее проводимых исследований в области идеального поглощения электромагнитного излучения, их проект демонстрирует работоспособность такого способа передачи энергии в любой среде.

Это значит, что возможно создать систему, которая будет способна заряжать любое устройство в пределах целого офисного здания. При этом оно может быть расположены где угодно, электромагнитное излучение с определенными характеристиками само «найдет» приемник.

Однако для каждого заряжаемого объекта необходимы свои параметры микроволн. И малейшее его перемещение или изменение среды, например, открытие двери в кабинете, потребует перенастройки передатчика. Следовательно, необходимо разработать технологию, которая позволит мгновенно корректировать характеристики излучения. Кроме того, необходимо дополнительно исследовать безопасность технологии. Поэтому удаленная беспроводная зарядка станет реальностью, вероятно, не скоро.

Тем не менее проведенное исследование представляет большой интерес и может найти множество других применений. Например, такая технология подходит для обнаружения мельчайших изменений в рассеивающей среде и создания безопасной связи в сложных условиях.

Новым экотопливом может стать железный порошок — на нём уже варят пиво.

Ученые и группа студентов SOLID из нидерландского Технического университета Эйндховена, вместе с пивоварами Swinkels Family Brewers и консорциумом Metal Power разработали первую в мире установку для варки пива, в которой в качестве

Этот материал позволяет получать энергию без выделения углекислого газа, безопасен, может многократно использоваться, компактен и удобен при транспортировке. Команда исследователей воспользовалась всеми этими преимуществами железного топлива, сварив с его помощью уже более 15 миллионов бокалов пива в специальной установке, размещенной в одной из пивоварен Swinkels Family Brewers в Баварии.

«При сгорании железного топлива образуется не углекислый газ, а ржавчина (оксид железа), — объясняет Филип де Гуй, профессор Технологии сжигания университета Эйндховена. — Он может использоваться циклически — вы собираете получившуюся ржавчину и экологичным способом превращаете ее обратно в железный порошок».

Благодаря использованию железа пивоварня тратит меньше ископаемого топлива. Конечная цель исследовательской группы — добиться полного отсутствия выбросов углекислого газа, в том числе благодаря применению измельченного железа в качестве топлива на производстве.

Согласно отчетам, на электростанции и тяжелую промышленность приходится около 40% выбросов углекислого газа во всем мире. Следовательно, если снизить выделение CO2 в этих отраслях до нуля, можно существенно уменьшить общее количество образующегося на планете диоксида углерода.

Читайте также:

«Наша цель — к 2030 году превратить первые угольные электростанции в электростанции, работающие на экологически чистом железном топливе», — добавил Чан Боттер, руководитель группы студентов.

Электромобили смогут заряжаться друг от друга на ходу автоматически за счет телескопических кабелей

Возможно, в будущем электромобили смогут делиться друг с другом энергией прямо во время движения. Над разработкой такой системы задумались профессор Сваруп Бхуниа и его коллеги с кафедры электротехники и компьютерной техники Университета Флориды.

В последнее время было представлено немало проектов по организации процесса зарядки электротранспорта. Это и

Ученые из Флоридского Университета назвали свою разработку P2C2 (Peer-to-Peer Car Charging). По их заявлению, это новая масштабируемая технология, позволяющая обеспечить зарядку электротранспорта с минимальными расходами.

Система подразумевает возможность соединения электромобилей друг с другом или с мобильным зарядными станциями на ходу (кстати, по сходному принципу работает устройство Peloton, запатентованное компанией Apple в 2018 году). Перераспределение энергии между участниками движения будет контролироваться облачной системой управления.

Восполнять общий запас электроэнергии в транспортных сетях помогут мобильные зарядные станции (MoCS) — автомобили, в том числе беспилотные, оснащенные аккумуляторными батареями высокой емкости.

По расчетам, проведенным с помощью симулятора трафика SUMO, внедрение P2C2 позволит электромобилям останавливаться на 65% реже – это позволит использовать аккумуляторы с емкостью, которая может быть снижена на 24,4%.

Для соединения электротранспорта во время движения предполагается использовать закрепленные на каждой из машин телескопические кронштейны с зарядными кабелями, на концах которых установлены разъемы с магнитными фиксаторами. Разработчики отмечают, что это лишь одна из возможных схем реализации проекта.

Хотя при использовании P2C2 можно применять менее емкие батареи, потребуется добавить в автомобили отдельный аккумулятор, предназначенный для обмена энергией с другими участниками движения.

Как бы там ни было, для воплощения идеи еще предстоит решить проблемы безопасности соединения, обеспечения высокого уровня автоматизации процесса зарядки, создания централизованной системы управления, учитывающей обмен энергией для произведения расчетов. Вероятно, взаимная зарядка на ходу станет реальностью только с появлением на дорогах автомобилей с полноценным автопилотом четвертого и пятого уровней, включая роботакси.

Добавить комментарий