Созданы высокоэффективные солнечные элементы для помещений.

Для эффективной работы солнечных батарей нужен солнечный свет. Это простое правило кажется убедительным. Только не для итальянских учёных, которые создали солнечный элемент из перовскита, способный вырабатывать энергию в помещении от обычной лампочки с достаточно высокой эффективностью.

Для освещения помещений применяется множество осветительных приборов, но вот их свет, по сути, никак не используется. Команда итальянских инженеров утверждает, что создала гибкие перовскитные солнечные элементы, которые обладают эффективностью, превышающие все существующие аналоги. Правда, стоит учитывать, что комнатные лампочки светят в диапазоне от 100 до 500 люкс, в то время как у Солнца этот показатель равен 110 000 лк.

Новая технология основана на нанесении перовскитных солнечных элементов на стеклянные подложки, которые покрыты оксидом индия и олова. В результате получился фотогальванический элемент, который может похвастаться гибкостью и прочностью, а также способен собирать свет в помещении. Тесты доказали, что эффективность работы ячеек составляет 20,6 % при 200 лк и 22,6 % при 400 лк. Исследователи утверждают, что им удалось создать наиболее эффективную технологию гибких фотоэлектрических элементов для помещений. Для сравнения, у аналогов показатель КПД в аналогичных условиях составляет порядка 10 %, в то время как 26,1 % достигается при яркости в 1000 люкс.

В данный момент главным недостатком технологии является низкая плотность мощности. Так, при 200 лк этот показатель достигает 16,7 мкВт/см², а при 400 лк – до 35 мкВт/см². Использовать такие ячейки в быту пока невозможно. Однако они вполне могут подойти для питания крошечных датчиков или устройств интернета вещей. По мнению исследователей, они легко могут наладить массовое производство новых панелей.

Источник: newatlas.com

https://4pda.ru/2020/05/17/371284/

Вильнюс намерен привлечь инвесторов в прибрежный ветропарк.

Республика Литва планирует построить оффшорный ветропарк мощностью 700 МВт в 29 км от берега Балтийского моря. Он сможет вырабатывать от 2,5 до 3 ТВт·ч в год, что соответствует 25 % потребностям страны в электроэнергии. Соответствующие расчёты представило заинтересованным сторонам Минэнерго республики, которое надеется, что реализация масштабного оффшорного ВИЭ-проекта создаст жёсткую конкуренцию среди инвесторов, требующую максимальной готовности со стороны регулятора электроэнергетической отрасли.

Проект постановления правительства, в котором указаны оптимальные точки размещения ветровых турбин, подготовлен на основе рекомендаций рабочей группы из представителей государственных учреждений и бизнес-ассоциаций. Сформированная по приказу главы Минэнерго Жигимантаса Вайчюнаса рабочая группа рассмотрела также модели подключения турбин к электрическим сетям, распределение обязанностей и затрат, связанных с подключением турбин.

В настоящее время законодательство Литвы не предусматривает схем поддержки строительства оффшорных ветростанций. Минэнерго республики предстоит разработать необходимые законопроекты и согласовать предлагаемую схему поддержки с Европейской комиссией к 1 июня 2020 г. Ожидается, что первые аукционы, связанные со строительством ветропарка, будут объявлены в 2023 г. Начало генерации электроэнергии намечено на 2030 г.

Литва – не единственная из стран Прибалтики, готовая строить собственные оффшорные ВЭС. Аналоничные планы имеются и у Эстонии, которая собирается построить ВЭС мощностью 1 ГВт в Рижском заливе. По данным разработчика данного проекта – компании Enefit Green, выработка такой ВЭС позволит покрыть почти половину потребностей Эстонии в электроэнергии. На побережье Балтийского моря также работают ВЭС, принадлежащие Германии, Финляндии и Швеции. По данным ассоциации WindEurope, к 2030 г. в Балтийском море могут быть установлены ветрогенераторы общей мощностью от 9 ГВт до 14 ГВт, после чего оно окажется сравнимо с Северным морем по производству энергии.

https://www.eprussia.ru/news/base/2020/9550924.htm

Представлен высокоэффективный метод беспроводной зарядки электромобилей.

Одной из наиболее слабых конструктивных особенностей электромобилей считаются аккумуляторы, которые позволяют проехать на одном заряде несколько сотен километров. Пока одни учёные работают над созданием более эффективных батарей, исследователи из Стэндфордского университета предложили технологию беспроводной передачи энергии, которая уже сейчас демонстрирует КПД до 92 %.

Отмечается, что главной проблемой предыдущих разработок в области беспроводной передачи энергии на электромобили была низкая эффективность приёмника. Это приводило к тому, что через систему приходило до 10 % всей энергии, остальная же тратилась впустую. Однако инженерам из Стэндфордского университета удалось увеличить этот показатель до 92 %. Для этого они разработали усилитель, переключающий режимы в зависимости от расстояния до заряжаемого объекта. Кроме того, новая технология способна передавать энергию движущимся автомобилям и беспилотникам.

Исследователи сообщают, что разработка уже готова получить статус коммерческого продукта. На данный момент удалось добиться передачи 10 Вт на расстояние до одного метра. Между тем, инженеры утверждают, что их систему уже можно использовать для передачи достаточного количества энергии автомобилю, движущемуся со скоростью до 110 км/час. Особый акцент делается на том, что технология полностью безвредна для человека.

Источник: slashgear.com

https://4pda.ru/2020/05/10/371106/

Создан быстрый и эффективный метод 3D-печати металлических изделий.

Большинство современных 3D-принтеров основано на лазерных источниках света и предназначено для печати пластиковых изделий. Новая разработка Грацского технического университета (Австрия) использует оптические светодиоды, позволяя сократить время создания деталей до 20 раз и использовать в качестве «чернил» металл.

Новая технология была названа селективной плавкой на основе светодиодов (SLEDM). С её помощью можно быстро и с меньшими затратами создавать металлические изделия. По словам исследователей, их разработка позволяет решить сразу несколько ключевых проблем современных 3D-принтеров:

  • Практически полностью устраняется необходимость в постобработке готовой детали за счёт использования высокоэффективного светодиодного луча, который оснащён сложной системой линз для фокусировки его диаметра.
  • Сложная система линз позволяет плавить большие объёмы за единицу времени, изменяя луч в диапазоне от 0,05 до 20 мм в процессе работы. Это позволяет избегать выполнения филигранных внутренних структур, что приводит к двадцатикратному ускорению печати. Наибольший эффект достигается на больших и сложных объектах.

Дополнительно указывается, что, в отличие от других 3D-принтеров, это устройство создаёт деталь сверху вниз, что позволяет уменьшить расход порошка. При этом необходимая постобработка может быть выполнена прямо во время печати. Сейчас новая технология используется для изготовления биоразлагаемых металлических имплантатов, таких как винты из магниевых сплавов. Созданные на их основе импланты растворяются в теле, устраняя необходимость повторной операции по удалению винтов.

Источник: slashgear.com

https://4pda.ru/2020/05/10/371078/

Создан новый тип двигателя, не нуждающийся в топливе.

Устройство получает энергию буквально из воздуха. Команда учёных разработала прототип авиационного двигателя, который работает без использования ископаемого топлива. Механизм сжимает воздух и ионизирует его с помощью микроволн, генерируя плазму – она и проводит его в движение. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале AIP Advances.

Фото: Shelley Gill / Wikimedia Commons.

Благодаря этой технологии, самолёты смогут обходиться без обычного топлива при выполнении полётов, поскольку необходимая энергия будет браться из воздуха вокруг. Прототип пока сумел поднять в воздух килограммовый металлический шарик диаметром 24 мм. До полноценной работы на самолётах новой технологии предстоит пройти ещё большой путь.

«Наше исследование показало, что двигатель на основе плазмы может стать жизнеспособной заменой традиционным топливным авиационным двигателям», – отметил Жау Тан, старший исследователь и инженер из Университета Уханя.

Переход самолётов на двигатели нового типа может помочь ослабить антропогенное воздействие на экологию. В сентябре газета The New York Times писала, что коммерческие авиарейсы ответственны за 2,5 % общих выбросов парниковых газов. Авторы проекта подчёркивают, что их разработка должна помочь в решении проблем с изменением климата. «У нашей конструкции нет потребности в ископаемом топливе, поэтому и нет выбросов углекислого газа, вызывающего парниковой эффект», – подчеркнул Тан.

https://hi-tech.mail.ru/news/dvigatel_na_plasme/?frommail=1

Создана эффективная керамическая батарея на бутановом топливе.

В области устройств хранения энергии постоянно ведутся разработки новых технологий. Одна из наиболее перспективных – топливные керамические элементы. Они имеют как преимущества, так и недостатки, которые пока что затрудняют их массовое применение. Новая разработка южнокорейских учёных решает несколько фундаментальных проблем, позволяя удешевить технологию и наладить её массовое применение.

Главным преимуществом высокотемпературных керамических топливных элементов считается то, что они дают возможность задействовать в качестве катализаторов недорогие материалы, такие как никель. Это позволяет снизить затраты по сравнению с низкотемпературными топливными элементами, работающими на платиновых катализаторах. Кроме того, такая технология открывает путь к использованию различных видов топлива с низким уровнем выбросов.

Но у керамических топливных элементов есть и минусы, которые препятствуют их массовому применению. Так, требуются дорогостоящие огнеупорные материалы, поскольку температуры в них доходят до 800 °С. Ещё одним ограничивающим фактором оказалось слишком большое время на включение – выключение, что опять же связано с высокими температурами.

Новая разработка южнокорейских исследователей позволила решить эти проблемы. Созданная тонкоплёночная керамическая батарея способна работать при температуре 500 – 600 °С, после добавления в устройство высокоэффективного вторичного катализатора. Кроме того, новая батарея быстро включается и выключается. Таким образом учёным удалось решить сразу две основные задачи. Разработанный топливный элемент может работать на бутановом топливе. По словам учёных, полученные керамические батареи можно использовать в портативных и мобильных устройствах, таких как электромобили, роботы и дроны.

Источник: eurekalert.org

https://4pda.ru/2020/05/02/370847/

Озвучены сроки появления электрических самолётов в России.

По самым пессимистичным прогнозам, первые аэротакси в Европе и США начнут перевозить пассажиров не позднее 2025 г. Тем временем NASA вышло на финальную стадию тестирования перспективного самолёта на электрических двигателях. В России не намерены отставать от конкурентов, однако на сегодняшний день прогнозы сроков появления отечественных электросамолётов не самые радужные.

По словам генерального директора Центрального института авиационного моторостроения имени П. И. Баранова (ЦИАМ) Михаила Гордина, в России уже создан прототип электродвигателя для самолётов. Однако он заточен под аппараты малого размера, поскольку его мощность составляет всего 60 кВт (80 л. с.). Новый двигатель будет установлен на самолёт «Сигма-4», который планировалось поднять в воздух ещё в 2019 г., но из-за возникших сложностей с системой управления двигателем лётные испытания были отложены на этот год. Кроме того, в 2021-м прототип оснастят топливными элементами.

Между тем, глава ЦИАМ высказался пессимистично относительно массового распространения электросамолётов. Он полагает, что до 2035 – 2040 гг. полностью электрическими будут только самолёты и вертолёты малой авиации вместимостью не более 19 пассажиров и аэротакси, рассчитанные не более чем на четырёх человек. Комментариев относительно больших пассажирских самолётов Михаил Гордин не давал.

Источник: ria.ru

https://4pda.ru/2020/04/26/370667/

Алмазные нити способны втрое повысить автономность мобильных устройств.

Существующие аккумуляторы полагаются на использование разных химических элементов, участвующих в накоплении энергии. Австралийские учёные разработали новую технологию, которая использует механические процессы скручивания и растягивания, происходящие в тонких одномерных углеродных нитях. Первые исследования показали высокую эффективность, превосходящую таковую в литий-ионных батареях в 3 раза.

Система накопления энергии состоит из пучка алмазных нанопотоков, имеющих крошечный размер и уникальные свойства. В свою очередь пучки включают очень тонкие одномерные углеродные нити, которые можно скручивать или растягивать для сохранения механической энергии. Команда исследователей Квинслендского технологического университета провела компьютерное моделирование, выяснив, что новая технология позволяет хранить 1,76 МДж на 1 кг, что примерно на 4 – 5 порядков выше, чем у стальной пружины той же массы, и в 3 раза больше в сравнении с литий-ионными АКБ.

«Подобно сжатой катушке или детской игрушечной заводной игрушке, энергия может высвобождаться при распутывании витого пучка. Если вы сможете создать систему для управления мощностью, поставляемой комплектом нанопотоков, это будет более безопасным и более стабильным решением для накопления энергии», – объясняет автор исследования доктор Хайфей Жан.

Особый акцент делается на безопасности. Всё дело в том, что созданная технология не полагается на химические процессы, которые могут вызывать взрывоопасные ситуации. Это в значительной степени снижает риск, позволяя гаджетам функционировать при низких и высоких температурах. Исследователи полагают, что новая технология сможет эффективно работать в различных устройствах, от носимых приборов до биомедицинских инструментов.

Источник: newatlas.com

https://4pda.ru/2020/04/26/370668/

Гибридный материал позволяет улучшить современные литий-ионные аккумуляторы.

В современных литий-ионных батареях в качестве анода используется графит. Однако если заменить его на кремний, можно добиться значительного увеличения ёмкости. Такой подход сопряжён с определёнными сложностями, связанными с нестабильностью кремния. В качестве альтернативы был создан гибридный материал, позволяющий добиться существенного улучшения аккумуляторов.

В будущем кремний должен полностью заменить графит в качестве анода в литий-ионных батареях. По оценкам исследователей, это должно увеличить плотность энергии АКБ в 2 раза. Однако прямо сейчас произвести такую замену из-за нестабильных свойств кремния невозможно. Временным решением может стать гибридный материал из микрочастиц мезопористого кремния (PSi) и углеродных нанотрубок (CNTs). Для его получения требуется химическое сопряжение PSi и CNTs с правильной полярностью. Этот процесс будет препятствовать диффузии ионов лития в кремний.

Исследователи заявляют, что новая технология позволила улучшить электрическую проводимость и механическую прочность материала. Дополнительно указывается, что для получения микрочастиц PSi использовалась шелуха ячменя. Следующим шагом будет создание кремниевого анода с твёрдым электролитом для решения проблем, связанных с безопасностью АКБ.

«Прогресс в исследованиях литий-ионных батарей очень впечатляющий, и мы хотим внести свой вклад в эту область с нашим ноу-хау, связанным с мезопористыми структурами кремния», – делятся своими мыслями исследователи.

Источник: phys.org

https://4pda.ru/2020/04/25/370718/

Создан уникальный способ переработки батарей для повторного использования.

Исследователи из Университета Пердью (США) создали технологию быстрой переработки старых элементов питания для изготовления новых аккумуляторов. Она основана на использовании микроволн и позволяет хранить и преобразовывать возобновляемую энергию с меньшим ущербом для экологии.

Технология, получившая название Purdue, предусматривает переработку полиэтилентерефталата, который входит в состав современных литий-ионных батарей. Для этого на материал воздействуют сверхбыстрым микроволновым излучением.

По словам авторов исследования, полиэтилентерефталат под действием микроволнового облучения превращается в хлопья динатрийтерефталата, которые в свою очередь используются в качестве материала для анода батареи. Вилас Пол, доцент кафедры химического машиностроения Университета Пердью, отмечает, что их метод помогает справиться с ростом потребностей человечества в преобразовании и хранении возобновляемой энергии, а также решает проблему ограниченности энергоресурсов.

Новый метод уже был протестирован на литий-ионных и натриево-ионных элементах. Сообщается, что даже с применением бытовой микроволновой установки процесс преобразования отработанных материалов в готовые для повторного использования занимает всего 120 секунд. Это делает технологию доступной и экономически выгодной.

Источник: phys.org

https://4pda.ru/2020/04/22/370721/