3 technologieën die zelfs voor 2019 ongebruikelijk zijn

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-16 16:13

Nucleaire microbatterij, 's werelds eerste "golf"-energiecentrale en een onderzeeër. Over deze drie bijzondere ontwikkelingen vertellen we u nu meer in detail.

"Eeuwige" kernbatterij NanoTritium

In 2005 begon het Canadese bedrijf CityLabs met de actieve ontwikkeling van een batterij die vele jaren mee zou kunnen gaan. In hun onderzoek gingen ingenieurs uit van de ontwikkeling van Larry Olsen, die begon in de jaren zeventig van de twintigste eeuw. Het was toen dat Olsen een model voor een radio-isotoopkrachtbron voorstelde.

En in 2008, drie jaar na de start van de werkzaamheden, bood CityLabs de eerste monsters van de NanoTritium - een commerciële P100-batterij - te koop aan. Het maximale vermogen is klein - slechts vijfenzeventig nanowatt, verschillende versies kunnen vijftig tot driehonderd nanoampère produceren. Levensduur - twintig jaar (met een plus, zoals de ontwikkelaars zeggen). De releasevorm van de P100-batterijen heeft de vorm van LCC 44- en LCC68-microschakelingen.

In tegenstelling tot chemische batterijen is NanoTritium een fysieke energiebron, dat wil zeggen dat het geen actieve chemicaliën bevat. Hoewel helium tijdens bedrijf vrijkomt, is het in extreem kleine hoeveelheden en vormt het geen toxisch gevaar. Ook veilig voor mensen en straling van het verval van tritium (wetenschappers geloven), omdat het zich letterlijk op enkele millimeters van de batterij in de lucht verspreidt.

Het werkingsschema van de tritiumbatterij P100

De basis van de batterij is het verval van tritium (dit is een zware isotoop van waterstof, zeer zeldzaam en duur). De halfwaardetijd van tritium is iets meer dan twaalf jaar. Het wordt op twee manieren verkregen - door lithium te bestralen met een lithiumisotoop en neutronen, of door "zwaar" water uit reactoren te verwerken.

In 2018 introduceerde CityLabs de nieuwe NanoTritium-serie, de P200, een voeding met spanningen van 0,8 tot 2,4 volt en een stroomsterkte van 52 tot 156 microampère. Batterijen kunnen werken in een temperatuurbereik van min veertig - plus tachtig graden Celsius.

De toepassingen voor dergelijke laagvermogenbatterijen zijn eigenlijk heel divers: in druk- / omgevingstemperatuursensoren, slimme sensoren, medische implantaten, oplaadbare lithiumbatterijen, semi-passieve en actieve RFID (radiofrequentie-identificatie), siliciumklokken, SRAM-geheugenback-up, diepzee oliebronsensoren, energiezuinige processors (bijv. ASIC's, FPGA's, MicroController-blokken, enz.).

Pelamis Wave Power - "zeeslangen" die golven eten

De energie die wordt opgewekt door de golven van de zeeën en oceanen van de aarde is enorm. Er waren zelfs wetenschappers die berekenden dat het gelijk is aan twee terawatt. Het exacte cijfer of niet is niet zo belangrijk, het belangrijkste is dat deze hulpbron hernieuwbaar is en op geen enkele manier de verslechtering van de ecologische situatie in de wereld beïnvloedt.

Schotse ingenieurs van het bedrijf Pelamis Wave Power probeerden deze energie te gebruiken en bouwden een verbazingwekkend mechanisme. De ontwikkeling begon in 1998 - toen ontstond het idee, maar het bedrijf vond lange tijd niet het geld dat nodig was voor de bouw ervan. Na het ontvangen van een onderzoeksbeurs in 2002 werd een prototype gebouwd in de Pelamis Wave Power. Op basis hiervan werd in 2005 een contract getekend met het Portugese bedrijf Enersis voor de bouw van 's werelds eerste "golf" -energiecentrale.

De basis van het Portugese station zijn Pelamis P-750-converters, elk honderdveertig meter lang en drie en een halve meter "dik", ze wegen ook veel - ongeveer zevenhonderdvijftig ton (volledig geladen). Pelamis P-750 is een semi-ondergedompelde structuur van vier secties verbonden door speciale scharnieren. Zwaaiend op de golven buigen delen van de "rode zeeslang" zich naar deze scharnieren.

Elke omvormer maakt gebruik van drie energieconversiemodules. Ze bestaan uit een complex gesloten hydraulisch systeem, waarbij hydraulische zuigers olie pompen, waardoor elektrische generatoren moeten draaien. Het is ook noodzakelijk om omvormers verstandig te plaatsen - waar er meer golven zijn, daar, sterker op hen zwaaiend, zal Pelamis meer elektriciteit opwekken.

In het najaar van 2008 produceerde de Agucadoura Wave Farm-krachtcentrale voor de noordwestkust van Portugal, nabij Povua de Varzima, de eerste elektriciteit die "uit de golven werd gehaald". Het piekvermogen van één "slang" -converter Pelamis P-750 is 750 kW. De Portugese elektriciteitscentrale heeft drie installaties. Dus, volgens berekeningen, kunnen ze tot twee en een kwart megawatt leveren (ik moet zeggen, elke installatie produceerde bij de lancering gemiddeld honderdvijftig kilowatt, of vierhonderdvijftig samen).

Het verdere lot van deze ongelooflijke installatie is triest. Na twee maanden in dienst te zijn geweest, werd het losgekoppeld en teruggestuurd naar Pelamis Wave Power om de problemen met de verbindingslagers te verhelpen. Tegelijkertijd moest Babcock & Brown (oprichter van PWP) vanwege financiële problemen een externe manager inhuren. Het Pelamis-project is officieel afgesloten.

ps. Dit is echter niet het einde van het verhaal. In oktober 2016, nadat een Chinees bedrijf een soortgelijk zeeslangproduct onthulde, speculeerden voormalige medewerkers van Pelamis Wave Power over industriële spionage: na een bezoek van een Chinese delegatie in 2011 ontbraken er meerdere laptops uit het bedrijfsgebouw.

Nou, nog een technologie, eerder als entertainment:

Verbazingwekkende Necker Nymph "vliegt" onder water

Stel je voor - een apparaat dat lijkt op een lichtmotorig vliegtuig, soepel deinend op de golven. En dan versnelt de piloot, die ervoor zorgt dat zijn passagiers op hun stoelen zitten, hem versnellen en hem dwingen te "duiken" … En, steeds verder, neemt hij hem mee van het glinsterende oppervlak van het water, op weg naar een onvergetelijke onderwaterreis.

Zo'n apparaat bestaat echt. Zijn naam is Necker Nymph, de eerste in zijn soort onderwatervoertuigen. Het ontwerp heeft een open cockpit, heeft een positief drijfvermogen en, belangrijker nog, het gebruikt niet de gebruikelijke methode (ballast) om te duiken, maar de "aerodynamische" eigenschappen van de vleugels.

Er kunnen drie mensen aan boord zijn - één "piloot" en twee "passagiers". Ze worden beschermd tegen het naderende water door stroomlijnkappen, zoals op raceauto's - speciale "windschermen" die de druk van de waterstroom verlichten. Een meer panoramisch uitzicht vanuit een open kuip is bijna niet voor te stellen! De besturing wordt uitgevoerd door de piloot met behulp van een joystick.

De joystick regelt kantelen, rollen en gieren, en de gashendel regelt de voorwaartse en achterwaartse beweging. Een vlucht- en navigatiecomputer (FAN-C), vergelijkbaar met die in moderne jagers, bewaakt de snelheid en diepte en houdt het duiken binnen vooraf bepaalde limieten. Het vaartuig is ook uitgerust met een drievoudig redundant levensondersteunend systeem en keert automatisch terug naar de oppervlakte in het geval van een storing.

De duur van de duik is twee uur (zoveel lucht in de duikflessen), de maximale diepte is ongeveer dertig meter, de minimale snelheid onder water is ongeveer twee km / u (iets meer dan één knoop), het maximum is ongeveer elf km/u (zes knopen). Afmetingen Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 m, gewicht zevenhonderdvijftig kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) begon eind jaren negentig met de ontwikkeling van dit soort apparaten, toen de DeepFlight-duikboten geen ballast gebruikten voor onderdompeling, maar de "negatieve lift" gebruikten die door de vleugels werd gecreëerd. De Necker Nymph werd ook ontwikkeld onder de codenaam DeepFlight Merlin.

De eigenaar van dit geweldige apparaat is het hoofd van de Virgin Group, Richard Branson, en Graham Hawkes heeft het ontworpen en gemaakt. De kosten van het apparaat bedragen $ 670.000.