January 19th, 2021

Прорывная батарея для электрокаров: зарядка за 10 минут и ресурс на 3,2 млн км



Опасность остаться посреди дороги с севшим аккумулятором тормозит распространение электротранспорта. Команда ученых их США разработала литий-железо-фосфатную батарею с запасом хода 400 км, которую можно полностью зарядить за 10 минут. Ресурса нового аккумулятора хватит на 3,2 млн км, что эквивалентно примерно 100 годам эксплуатации обычного частного автомобиля.

«Мы разработали довольно хитроумную батарею для серийных электромобилей, равную по цене двигателям внутреннего сгорания, — заявил профессор Ван Чаоян из Университета штата Пенсильвания. — Больше не нужно беспокоиться о запасе хода, кроме того, эта батарея получилась недорогой».

Вдобавок, утверждают разработчики, нового аккумулятора хватит на 3,2 млн км.

Ключевой элемент долгого срока службы и ускоренной зарядки аккумулятора — способность быстро нагреваться до 60 градусов Цельсия, а затем охлаждаться, когда батарея не работает. Это позволяет уменьшить габариты и массу аккумулятора.

В аккумуляторе используется технология самонагревания, разработанная в лаборатории профессора Вана в недавнем прошлом, сообщает сайт университета. Тонкая никелевая фольга соединена одним концом с отрицательным полюсом, а другой выведен наружу для создания третьего полюса. Движение электронов быстро нагревает фольгу и внутренности батареи. Как только температура достигает 60 градусов С, переключатель открывается, и аккумулятор готов для быстрого заряда или разряда.

Изобретатели предполагают, что с помощью современных методов они могли бы использовать в этой батарее недорогие материалы для катода и анода, а также безопасный, низковольтный электролит. Катод они предлагают делать из стабильного литий-железо-фосфата, который не содержит дорогостоящего кобальта. Анод — из графита, также безопасного, недорогого и легкого материала.

Благодаря технологии самонагревания можно не беспокоиться по поводу неравномерного распределения лития на аноде, что может приводить к появлению опасных дендритов, считают ученые. По их расчетам, такая батарея может обеспечить 40 кВт*ч и 300 кВт энергии и будет заряжаться не более 10 минут. Электромобиль с таким аккумулятором разгонится с 0 до 100 км/ч за три секунды.

promo luckyea77 december 30, 15:00 8
Buy for 10 tokens
По этой ссылке (или этой) можно скачать информационную базу для программы "1С:Предприятие". С помощью данной базы можно готовиться и сдавать экзамены по темам: - Электробезопасность - Основы промышленной безопасности А.1 - Специальные требования промышленной безопасности: Б 9.31.…

Инженеры создали умный аэрогель, который превращает воздух в питьевую воду



Некоторые футурологи говорят, что в будущем войны будут вестись из-за воды. Пытаясь решить проблему, исследователи из Национального университета Сингапура (NUS) создали вещество, которое извлекает воду из воздуха без какого-либо внешнего источника энергии.

В атмосфере Земли есть вода, которой можно заполнить почти полтриллиона олимпийских бассейнов. Но долгое время он оставался незамеченным в качестве источника питьевой воды. Речь идет о воздухе.

Чтобы извлечь воду из воздуха, команда под руководством профессора Хо Гима Вея из отдела электротехники и вычислительной техники NUS создала аэрогель — твердый материал, который почти ничего не весит. Под микроскопом он выглядит как губка, но его не нужно сжимать, чтобы выпустить воду, которую он поглощает из воздуха. Также для его работы не требуется аккумулятор.

Умный аэрогель автономно собирает молекулы воды из воздуха, конденсирует их в жидкость и выпускает воду. Исследователи протестировали ее и обнаружили, что она соответствует стандартам Всемирной организации здравоохранения для питьевой воды.

Другие ученые ранее изобрели способы извлечения воды из воздуха, но их конструкции должны были питаться от солнечного света или электричества и имели движущиеся части, которые нужно было открывать и закрывать.

Исследователи NUS опубликовали свое исследование в журнале Science Advances. Сейчас они ищут отраслевых партнеров, чтобы расширить аэрогель для домашнего или промышленного использования. Может быть, ему даже найдется место в наборах для выживания.

Российский стартап разработал технологию полностью беспроводных телевизоров

Российский стартап Reasonance представил на выставке CES 2021 технологию беспроводного питания телевизоров. Система основана на электрическом передатчике и приёмной катушке, что позволяет полностью избавиться от портящих весь вид проводов.

За последнее десятилетие телевизоры стали тоньше, получив более качественные дисплеи с увеличивающимся год от года размером. Приём сигнала часто осуществляется при помощи Wi-Fi, но для питания всё ещё нужно подыскивать розетку. Это значит, что даже самая продвинутая модель будет расстраивать владельцев свисающими проводами, если заранее не позаботиться об укладке кабеля в стену. Вполне возможно, что телевизоры одного из следующих поколений будут оснащены технологией беспроводного питания, разработанной российской компанией Reasonance.



По словам разработчиков, представленная технология отличается от существующих аналогов тем, что создаёт магнитное поле как токами проводимости, так и токами смещения. При этом эффективность достигает 90%, а стоимость не сильно сказывается на цене конечного продукта. В настоящее время беспроводное питание работает на расстоянии 1 метра, но его можно увеличить путём замены катушки на более мощную.

На выставке CES продемонстрировали прототип 40-дюймового телевизора, на задней панели которого разместили приёмную катушку. Устройство можно интегрировать в сам телевизор, но это негативно отразится на его толщине. Передатчик расположился на столе ниже, но его легко встроить в стену или в мебель. Существующая система передаёт мощность 120 Вт с частотой от 20 до 120 кГц на расстояние 50 см.

Пока Reasonance подала на регистрацию патенты новой технологии, планируя получать прибыль за счёт лицензирования. Также возможно создание бытовой техники с беспроводным питанием.

Источник

Солнечный свет начали использовать для очистки воды



Ученые разработали модель структуры соединений с фотокаталитическими свойствами: так энергию солнечного света можно использовать для очистки воды от органических загрязнителей.

Ученые использовали фотокатализ — это метод ускорения химической реакции за счет взаимодействия специального вещества — фотокатализатора — с падающим светом. Некоторые фотокатализаторы при поглощении света способствуют окислению органических веществ, что используется для очистки сточных вод, отметили исследователи.

Сейчас в промышленности для аналогичных процессов используется диоксид титана TiO2 — он дешев в производстве, однако реагирует на видимый свет в сравнительно узком диапазоне, что существенно снижает его эффективность.

Мы смогли установить особенности соединений, принадлежащих к структурному типу β-пирохлора, и предложили новую модель строения, опираясь на которую, спрогнозировали и синтезировали новые теллур-содержащие соединения. Полученные нами на этой основе фотокатализаторы, с одной стороны, соответствуют критериям, выдвигаемым к зонной структуре материала для осуществления соответствующих реакций, а с другой стороны — химически стабильны в водных растворах и органических растворителях, что позволит использовать их в течение длительного времени.
Диана Фукина, младший научный сотрудник лаборатории технологии высокочистых материалов НИИ химии Университета Лобачевского


Так исследователи установили, какие именно реакции смогут фотокатализировать полученные материалы, какие могут определить их взаимное расположение валентной зоны и краев зоны проводимости.

Научная группа продолжает детальное исследование механизма процессов фотокаталитического разложения органики с использованием уже полученных соединений. Это позволит понять, каким образом необходимо модифицировать соединения, в каких условиях и применительно к каким процессам их эффективность будет максимальна.

Создан самый маленький биосенсор для высокочувствительного обнаружения молекул



Бельгийская компания Imec, центр исследований и инноваций в области наноэлектроники и цифровых технологий, представила самый маленький кремниевый транзистор FinFET. Ширина его ребра всего 13 нанометров.

Вполне возможно, что у вас есть электронное устройство, которое использует технологию FinFET, а вы этого не знаете. Среди других компонентов эта технология присутствует в твердотельных накопителях и процессорах.

Слово FinFET стало аббревиатурой от «полевой транзистор Fin», что в переводе с испанского означает Fin field effect transistor (fin). Это транзистор, который построен на подложке из силиконового изолятора. Транзистор FinFET состоит из истока, контакта стока и затвора для управления протеканием тока.

Недавно компания Imec представила самый маленький кремниевый FinFET, который функционирует как биосенсор. Разработчикам удалось создать транзистор сверхмалых размеров: ширина ребра 13 нм, а длина затвора — 50 нм.
Collapse )

Новый метод разлагает микропластик прямо в источнике загрязнения



Группа исследователей из Национального института научных исследований (INRS) разработала процесс электролитической очистки сточных вод, который разрушает микропластики прямо у их источника.

Сточные воды могут переносить в окружающую среду высокие концентрации микропластика. Эти маленькие частицы размером менее 5 мм могут попадать даже от одежды, обычно в виде микроволокон. Профессор Патрик Дроги, возглавлявший исследование, отмечает, что сейчас не существует эффективных методов разложения микропластика, которые позволили бы устранить этот опасный загрязнитель во время очистки сточных вод. Существующие методы часто используют физическое разделение как средство фильтрации. Эти технологии не разлагают пластики, что требует дополнительной работы по их устранению.

Поэтому исследовательская группа решила разложить частицы микропластика путем электролитического окисления, процесса, не требующего добавления химикатов.

«Используя электроды, мы генерируем гидроксильные радикалы (*OH), которые атакуют микропластики. Этот процесс экологически безопасен: он расщепляет частицы на молекулы CO₂ и воды, которые не токсичны для экосистемы» — объясняет исследователь.

Профессор Дроги предполагает использование этой технологии прямо на у стоков коммерческих прачечных, которые являются источником выбросов микропластика в окружающую среду.

Лабораторные испытания воды, искусственно загрязненной полистиролом, показали эффективность разложения 89%. Команда планирует перейти к экспериментам в реальных условиях.

Если технология продемонстрирует свою эффективность, ученые проведут исследование для определения стоимости очистки и адаптации технологии для очистки больших объемов сточных вод. Через несколько лет эту технологию можно будет внедрить в прачечных.