3 تقنيات غير معتادة حتى بالنسبة لعام 2019

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

البطاريات النووية الدقيقة ، أول محطة طاقة "موجة" وغواصة في العالم. سنخبرك الآن المزيد عن هذه التطورات الثلاثة غير العادية بمزيد من التفصيل.

البطارية النووية "الأبدية" NanoTritium

في عام 2005 ، بدأت شركة CityLabs الكندية في تطوير بطارية يمكن أن تستمر لسنوات عديدة. بدأ المهندسون في أبحاثهم من تطوير لاري أولسن ، والذي بدأ في السبعينيات من القرن العشرين. عندها اقترح أولسن نموذجًا لمصدر طاقة النظائر المشعة.

وفي عام 2008 ، بعد ثلاث سنوات من بدء العمل ، عرض CityLabs "للبيع" العينات الأولى من NanoTritium - بطارية P100 التجارية. قوتها القصوى صغيرة - فقط خمسة وسبعون نانو واط ، إصدارات مختلفة قادرة على إنتاج ما بين خمسين إلى ثلاثمائة أمبير نانوي. عمر الخدمة - عشرين سنة (مع زائد ، كما يقول المطورون). شكل إصدار بطاريات P100 في شكل دوائر دقيقة LCC 44 و LCC68.

على عكس البطاريات الكيميائية ، يعتبر NanoTritium مصدرًا ماديًا للطاقة ، أي أنه لا يحتوي على مواد كيميائية نشطة. على الرغم من إطلاق الهيليوم أثناء العملية ، إلا أنه بكميات صغيرة جدًا ولا يشكل خطرًا سامًا. كما أنه آمن للإنسان وللإشعاع من اضمحلال التريتيوم (يعتقد العلماء) ، حيث ينتشر في الهواء حرفياً على بعد بضعة ملليمترات من البطارية.

مخطط تشغيل بطارية التريتيوم P100

أساس البطارية هو اضمحلال التريتيوم (هذا نظير ثقيل للهيدروجين ، نادر جدًا ومكلف). عمر النصف للتريتيوم يزيد قليلاً عن اثني عشر عامًا. يتم الحصول عليها بطريقتين - عن طريق تشعيع الليثيوم بنظير الليثيوم والنيوترونات ، أو عن طريق معالجة الماء "الثقيل" من المفاعلات.

في عام 2018 ، قدمت CityLabs سلسلة NanoTritium الجديدة ، P200 ، وهي مصدر طاقة بجهد كهربائي يتراوح من 0.8 إلى 2.4 فولت وأمبير من 52 إلى 156 ميكرو أمبير. يمكن أن تعمل البطاريات في نطاق درجة حرارة أقل من أربعين وثمانين درجة مئوية.

تطبيقات هذه البطاريات منخفضة الطاقة في الواقع متنوعة تمامًا: في مستشعرات الضغط / درجة الحرارة المحيطة ، وأجهزة الاستشعار الذكية ، والغرسات الطبية ، وبطاريات الليثيوم القابلة لإعادة الشحن ، و RFID النشط وشبه الخامل (تحديد تردد الراديو) ، وساعات السيليكون ، وذاكرة SRAM الاحتياطية ، وأعماق البحار مستشعرات آبار النفط والمعالجات منخفضة الطاقة (مثل ASICs و FPGAs وكتل MicroController وما إلى ذلك).

قوة موجة بيلاميس - "ثعابين البحر" التي تأكل الأمواج

الطاقة المتولدة من موجات البحار والمحيطات على الأرض هائلة. كان هناك حتى العلماء الذين حسبوا أنها تساوي اثنين تيراواط. الرقم الدقيق أم لا ليس مهمًا جدًا ، الشيء الرئيسي هو أن هذا المورد متجدد ولا يؤثر بأي شكل من الأشكال على تدهور الوضع البيئي في العالم.

حاول المهندسون الاسكتلنديون من شركة Pelamis Wave Power استخدام هذه الطاقة وقاموا ببناء آلية مذهلة. بدأ تطويره في عام 1998 - عندها ظهرت الفكرة ، لكن الشركة لم تجد الأموال اللازمة لبنائها لفترة طويلة. بعد تلقي منحة بحثية في عام 2002 ، تم بناء نموذج أولي في Pelamis Wave Power. على أساسها ، في عام 2005 ، تم توقيع عقد مع شركة Enersis البرتغالية لبناء أول محطة طاقة "موجة" في العالم.

أساس المحطة البرتغالية هي محولات Pelamis P-750 ، يبلغ طول كل منها مائة وأربعين متراً و "سمك" ثلاثة أمتار ونصف المتر ، كما أنها تزن الكثير - حوالي سبعمائة وخمسين طناً (محملة بالكامل). Pelamis P-750 عبارة عن هيكل شبه مغمور من أربعة أقسام متصلة بواسطة مفصلات خاصة. تتأرجح على الأمواج أجزاء من "ثعبان البحر الأحمر" تنحني عند هذه المفصلات.

يستخدم كل محول ثلاث وحدات تحويل للطاقة. وهي تتكون من نظام هيدروليكي مغلق معقد ، حيث تضخ المكابس الهيدروليكية الزيت ، مما يجبر المولدات الكهربائية على الدوران. من الضروري أيضًا وضع المحولات بحكمة - حيث يوجد المزيد من الموجات ، هناك ، والتي تتأرجح عليها بقوة أكبر ، ستولد Pelamis المزيد من الكهرباء.

في خريف عام 2008 ، قبالة الساحل الشمالي الغربي للبرتغال ، بالقرب من بوفوا دي فارزيما ، أنتجت محطة توليد الطاقة في Agucadoura Wave Farm أول كهرباء "مأخوذة" من الأمواج. قوة الذروة لمحول بيلاميس P-750 "ثعبان" واحد هو 750 كيلو واط. محطة الطاقة البرتغالية لديها ثلاث منشآت. وبالتالي ، وفقًا للحسابات ، فهي قادرة على توصيل ما يصل إلى ميغاواط وربع ميغاواط (يجب أن أقول ، عند إطلاقها ، في المتوسط ، أنتجت كل منشأة مائة وخمسين كيلوواط ، أو أربعمائة وخمسين كيلووات معًا).

إن المصير الإضافي لهذا التثبيت المذهل محزن. بعد شهرين في الخدمة ، تم فصله وإعادته إلى Pelamis Wave Power لتصحيح مشاكل تحمل المفصل. في الوقت نفسه ، اضطرت شركة بابكوك وبراون (مؤسس PWP) لتوظيف مدير طرف ثالث بسبب الصعوبات المالية. تم إغلاق مشروع Pelamis رسميًا.

ملاحظة. مع ذلك، فتلك ليست نهاية الحكاية. في أكتوبر 2016 ، بعد أن كشفت شركة صينية النقاب عن منتج مشابه لأفعى البحر ، تكهن موظفون سابقون في شركة بيلاميس ويف باور عن التجسس الصناعي: بعد زيارة قام بها وفد صيني في عام 2011 ، فقد العديد من أجهزة الكمبيوتر المحمولة من مبنى الشركة.

حسنًا ، هناك تقنية أخرى ، بدلاً من الترفيه:

حورية نيكر مذهلة "تحلق" تحت الماء

تخيل - جهاز يشبه طائرة ذات محرك خفيف ، يتأرجح بسلاسة على الأمواج. وبعد ذلك ، يقوم الطيار بالتأكد من أن ركابه في مقاعدهم ، يسرعه ، ويجبره على "الغوص" … وأبعد وأبعد ، يصطحبه بعيدًا عن سطح الماء المتلألئ ، نحو رحلة لا تُنسى تحت الماء.

مثل هذا الجهاز موجود بالفعل. اسمه Necker Nymph ، أول مركبات تحت الماء من نوعها. يحتوي التصميم على قمرة قيادة مفتوحة ، ويمتلك طفوًا إيجابيًا ، والأهم من ذلك أنه لا يستخدم الطريقة المعتادة (الصابورة) للغوص ، ولكن الخصائص "الديناميكية الهوائية" للأجنحة.

يمكن أن يكون هناك ثلاثة أشخاص على متن الطائرة - واحد "طيار" و "راكبان". يتم حمايتها من المياه القادمة من خلال الإنسيابية ، مثل سيارات السباق - "حاجب الريح" الخاص الذي يخفف ضغط تدفق المياه. من الصعب تخيل منظر بانورامي من قمرة القيادة المفتوحة! يتم التحكم بواسطة الطيار باستخدام عصا التحكم.

تتحكم عصا التحكم في الإمالة واللف والانعراج ، وتتحكم عصا التحكم في الحركة للأمام والخلف. يراقب كمبيوتر الطيران والملاحة (FAN-C) ، على غرار تلك المستخدمة في المقاتلات الحديثة ، السرعة والعمق ويحافظ على الغوص ضمن حدود محددة مسبقًا. تم تجهيز المركبة أيضًا بنظام دعم الحياة الفائض الثلاثي وسيعود تلقائيًا إلى السطح في حالة حدوث أي عطل.

مدة الغوص ساعتان (الكثير من الهواء في اسطوانات الغواصين) ، وأقصى عمق حوالي ثلاثين مترا ، والحد الأدنى للسرعة تحت الماء حوالي 2 كم / ساعة (أكثر بقليل من عقدة واحدة) ، والحد الأقصى حوالي أحد عشر كم / ساعة (ست عقد). الأبعاد: 4 ، 6 × 3 ، 0x1 ، 2 م ، الوزن سبعمائة وخمسون كجم.

بدأت Hawkes Ocean Technologies (HOT) في تطوير هذا النوع من الأجهزة في أواخر التسعينيات ، عندما لم تستخدم الغواصات DeepFlight الصابورة للغطس ، ولكنها استخدمت "الرفع السلبي" الناتج عن الأجنحة. تم تطوير Necker Nymph أيضًا تحت الاسم الرمزي DeepFlight Merlin.

مالك هذا الجهاز المذهل هو رئيس مجموعة فيرجين ، ريتشارد برانسون ، وصممه وصنعه غراهام هوكس. تكلفة الجهاز 670 ألف دولار.