Daftar Isi:
- Sel surya baru memecahkan rekor efisiensi
- Sistem pencitraan 3D baru dapat menangkap foton tunggal
- Nanosatellite "Swan" akan dikirim ke luar angkasa dengan layar surya
- Para ilmuwan telah mematenkan sistem catu daya Bumi dari luar angkasa
- Sistem pengenalan akan memungkinkan drone terbang 10 kali lebih cepat dan tidak crash
- Ilmuwan Singapura telah mempelajari cara membuat aerogel yang sangat baik dari ban bekas
- Taksi udara tak berawak sedang dikembangkan di Federasi Rusia
- Toyota dan Lexus mengembangkan teknologi untuk membuat pembajakan mobil tidak berarti
- Motor listrik Rusia pada superkonduktor akan diuji dalam penerbangan
Video: TOP-9 terobosan teknologi hemat energi masa depan
2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08
Berita terbaru tentang sains dan teknologi. Kami menerbitkan penemuan terbaru dari para ilmuwan, ulasan teknis, berita terbaru dari Internet dan teknologi tinggi.
Sel surya baru memecahkan rekor efisiensi
Penumpukan sel surya perovskite di atas sel surya silikon adalah salah satu cara untuk meningkatkan jumlah sinar matahari yang digunakan.
Penggunaan sel fotovoltaik surya sebagai sumber energi terbarukan sedang meningkat seiring dengan teknologi yang semakin efisien dan lebih murah.
Penumpukan sel surya perovskit di atas sel silikon adalah salah satu cara untuk meningkatkan jumlah sinar matahari yang digunakan, dan sekarang para peneliti di Australian National University telah memecahkan rekor efisiensi untuk sel surya tandem ini.
Para peneliti mengatakan sel surya baru mereka berdasarkan perovskite dan silikon telah mencapai efisiensi 27,7% dalam mengubah sinar matahari menjadi energi. Ini lebih dari dua kali lipat dari apa yang bisa dihasilkan oleh teknologi hanya lima tahun lalu (13,7 persen), dan ini merupakan peningkatan yang layak dari laporan dua tahun lalu - 25,2 persen.
Menariknya, teknologi ini sudah mengungguli sebagian besar panel surya yang tersedia secara komersial, yang berkisar di sekitar tanda efisiensi 20 persen. Mereka hanya didasarkan pada silikon dan diharapkan mencapai batas maksimumnya dalam beberapa tahun ke depan.
Baik silikon dan perovskite bagus dalam mengubah sinar matahari menjadi energi, tetapi bersama-sama mereka bekerja lebih baik. Ini karena kedua bahan menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda - silikon mengumpulkan terutama cahaya merah dan inframerah, sementara perovskite mengkhususkan diri dalam warna hijau dan biru.
Untuk memanfaatkan ini, para peneliti menumpuk sel perovskit tembus pandang di atas sel silikon. Perovskite mengambil apa yang dibutuhkannya, sementara panjang gelombang lainnya disaring ke silikon.
Para ilmuwan sekarang bekerja untuk meningkatkan efisiensi lebih banyak lagi, dengan teknologi yang dikomersialkan semakin dekat. Efisiensi harus sekitar 30 persen sebelum layak untuk produksi massal, menurut para peneliti, dan ini diharapkan terjadi pada tahun 2023.
Sistem pencitraan 3D baru dapat menangkap foton tunggal
Teknologi baru adalah demonstrasi nyata pertama dari pengurangan noise foton tunggal
Para peneliti di Stevens Institute of Technology telah menciptakan sistem pencitraan 3D yang menggunakan sifat kuantum cahaya untuk membuat gambar yang 40.000 kali lebih tajam daripada teknologi saat ini. Penemuan ini membuka jalan bagi penggunaan efektif sistem LIDAR pada mobil self-driving dan sistem pemetaan satelit, komunikasi di luar angkasa, dll.
Pekerjaan ini mengatasi masalah lama dengan LIDAR, yang menembakkan laser ke target yang jauh dan kemudian mendeteksi cahaya yang dipantulkan. Sementara detektor cahaya yang digunakan dalam sistem ini cukup sensitif untuk membuat gambar mendetail dari beberapa foton - partikel kecil cahaya, sulit untuk membedakan fragmen sinar laser yang dipantulkan dari cahaya latar yang lebih terang seperti sinar matahari.
“Semakin sensitif sensor kami, semakin sensitif mereka terhadap kebisingan latar belakang,” kata para ilmuwan. "Ini adalah masalah yang sedang kami coba selesaikan." Teknologi baru ini adalah demonstrasi nyata pertama dari penekanan noise foton tunggal menggunakan teknik yang disebut Quantum Parametric Sorting Mode atau QPMS, yang pertama kali diusulkan pada tahun 2017.
Tidak seperti kebanyakan alat penyaringan kebisingan yang mengandalkan pasca-pemrosesan perangkat lunak untuk membersihkan gambar yang bising, QPMS memvalidasi tanda tangan cahaya kuantum menggunakan optik nonlinier eksotis untuk membuat gambar yang lebih bersih secara eksponensial pada tingkat sensor.
Menemukan foton tertentu yang membawa informasi di tengah kebisingan latar belakang seperti mencoba mengambil satu kepingan salju dari badai salju - tetapi itulah yang berhasil dilakukan oleh para peneliti. Mereka menjelaskan metode pencetakan sifat kuantum tertentu ke dalam pulsa keluar sinar laser dan kemudian menyaring cahaya yang masuk sehingga sensor hanya mendeteksi foton dengan sifat kuantum yang cocok.
Hasilnya: sistem pencitraan yang sangat sensitif terhadap foton yang kembali dari targetnya, tetapi mengabaikan hampir semua foton bising yang tidak diinginkan. Pendekatan ini menghasilkan gambar 3D yang tajam, bahkan ketika setiap foton yang membawa sinyal ditenggelamkan oleh lebih banyak foton yang bising.
"Dengan menghapus deteksi foton awal, kami mendorong batas-batas pencitraan 3D yang akurat di lingkungan 'berisik'," kata Patrick Rain, penulis utama studi tersebut. "Kami telah menunjukkan bahwa kami dapat mengurangi jumlah kebisingan sekitar 40.000 kali lipat dari apa yang dapat disediakan oleh teknologi pencitraan paling canggih."
Dalam istilah praktis, pengurangan kebisingan QPMS dapat memungkinkan LIDAR digunakan untuk membuat gambar 3-D yang akurat dan terperinci pada jarak hingga 30 kilometer. QPMS juga dapat digunakan untuk komunikasi luar angkasa, di mana silau tajam dari matahari biasanya menenggelamkan pulsa laser yang jauh. Mungkin yang paling menarik, teknologi ini juga dapat memberi peneliti pandangan yang lebih jelas tentang bagian paling sensitif dari tubuh manusia.
Dengan menyediakan pencitraan foton tunggal yang nyaris senyap, sistem ini akan membantu para peneliti membuat gambar yang jelas dan sangat detail dari retina manusia menggunakan sinar laser samar yang hampir tidak terlihat yang tidak akan merusak jaringan mata yang sensitif.
Nanosatellite "Swan" akan dikirim ke luar angkasa dengan layar surya
Satelit nano Rusia "Lebed" mungkin menjadi pesawat ruang angkasa pertama yang meninggalkan orbit Bumi menggunakan layar surya. Model penerbangan satelit dapat disajikan dalam tiga tahun, setelah itu uji terbang akan menyusul.
Teknik ini direncanakan akan digunakan untuk misi penelitian, yang akan menjadi lebih murah karena ditinggalkannya penggunaan mesin propulsi berat - ini akan mengurangi berat total probe domestik. Perbedaan utama antara desain Lebed dan asing adalah desain rotor unik dari layar berbilah dua, yang memungkinkan untuk meningkatkan luasnya sepuluh kali lipat. Sebagai dosen senior Universitas Teknik Negeri Moskow bernama. Bauman Alexander Popov, layar putar dua bilah, yang dipatenkan oleh universitas, akan dipasang di Swan, yang tidak memerlukan bingkai untuk dipasang. “Berkat ini, kami berharap dapat meningkatkan luasnya sepuluh kali lipat dengan bobot struktur yang sama,” catat ilmuwan tersebut.
Menurut Popov, perangkat baru itu akan dikirim oleh kendaraan peluncur ke orbit dengan ketinggian 1.000 km. Setelah itu, rotasi terkontrol akan dimulai, dimulai dengan shunting motor elektrotermal - resistor (mereka akan menerima energi yang diperlukan dari panel surya). Pada saat yang sama, karena gaya sentrifugal, dua layar dengan lapisan reflektif satu sisi akan diluncurkan dari silinder khusus di kedua sisi satelit. Panjang total mereka akan menjadi sekitar 320 m.
Para ilmuwan telah mematenkan sistem catu daya Bumi dari luar angkasa
Institut Teknik Radio Moskow dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia menerima paten untuk sistem transmisi energi dari pembangkit listrik tenaga surya yang mengorbit ke Bumi, menurut data di situs web Layanan Federal untuk Kekayaan Intelektual.
Menurut dokumen tersebut, para ilmuwan mengusulkan untuk menyebarkan pembangkit listrik tenaga surya ruang angkasa pada ketinggian 300 hingga 1000 kilometer dan, ketika terbang di atas titik penerima di darat, mengirimkan energi yang terakumulasi dalam baterai pembangkit listrik menggunakan gelombang mikro.
Pada saat yang sama, paten Amerika yang serupa pada tahun 1971 ditunjukkan dalam paten Rusia, di mana gagasan untuk menciptakan pembangkit listrik tenaga surya pertama kali diajukan. Kemudian diusulkan untuk menempatkan pembangkit listrik di orbit geostasioner dengan ketinggian 36 ribu kilometer, yang akan memungkinkannya untuk selalu berada di atas bagian yang sama dari permukaan Bumi dan dengan demikian memastikan transfer energi yang konstan ke Bumi.. Namun, dalam hal ini, stasiun penerima harus berada di ekuator. Proposal Rusia memungkinkan untuk mentransfer energi ke wilayah lain di Bumi.
Pada tahun 2018, wakil direktur umum pertama dari induk Shvabe, Sergei Popov, dalam sebuah wawancara dengan RIA Novosti, mengatakan bahwa para ilmuwan Rusia sedang mengembangkan laser orbital dengan cermin pengulang, yang akan dapat mengirimkan energi matahari ke bagian-bagian tersebut. Bumi di mana tidak mungkin atau sangat sulit untuk membangun pembangkit listrik, termasuk jumlah ke Kutub Utara.
Sistem pengenalan akan memungkinkan drone terbang 10 kali lebih cepat dan tidak crash
Insinyur dari Universitas Zurich (Swiss) telah mempresentasikan sistem penghindaran tabrakan baru yang fundamental untuk drone - belum ada yang lebih cepat dan akurat di dunia. Mereka melanjutkan dari fakta bahwa laju reaksi 20-40 milidetik, seperti dalam banyak sistem tak berawak komersial, tidak cukup untuk mengatur pergerakan aman drone terbang berkecepatan tinggi. Untuk mendemonstrasikan kemampuan gagasan mereka, orang Swiss menggunakan permainan bouncer, mengajari drone untuk dengan mahir menghindari bola yang terbang ke arah mereka.
Masalah dengan waktu reaksi drone terhadap rintangan memiliki dua akar. Pertama, kecepatan pergerakan kendaraan terbang yang tinggi dibandingkan dengan kendaraan darat. Kedua, daya komputasi yang lemah, yang menyebabkan sistem on-board tidak punya waktu untuk menganalisis situasi dan mengenali gangguan. Sebagai solusi, para insinyur mengganti sensor dengan "kamera acara", meningkatkan kecepatan reaksi menjadi 3,5 milidetik.
Kamera kejadian hanya bereaksi terhadap perubahan kecerahan piksel individu dalam bingkai dan mengabaikan yang lain, sehingga kamera perlu memproses sangat sedikit informasi untuk mendeteksi objek bergerak dengan latar belakang statis atau tidak bergerak. Oleh karena itu kecepatan reaksinya tinggi, tetapi selama eksperimen praktis ternyata baik drone maupun kamera itu sendiri tidak cocok untuk tujuan ini. Kelebihan para insinyur Swiss adalah mereka membuat ulang kamera dan platform quadcopters, ditambah lagi mereka mengembangkan algoritme yang diperlukan, pada kenyataannya, menciptakan sistem baru.
Saat bermain bouncer, drone dengan sistem seperti itu dalam 90% kasus berhasil menghindari bola yang dilemparkan padanya dengan kecepatan 10 m / s, dari jarak hanya 3 m. Dan ini hanya di hadapan satu kamera, jika ukuran gangguan diketahui sebelumnya - kehadiran dua kamera memungkinkannya menghitung secara akurat semua parameter gangguan dan membuat keputusan yang tepat. Sekarang para insinyur sedang mengerjakan pengujian sistem yang sedang berjalan, ketika terbang di rute yang sulit. Menurut perhitungan mereka, sebagai hasilnya, UAV akan dapat terbang sepuluh kali lebih cepat dari sekarang, tanpa risiko tabrakan.
Ilmuwan Singapura telah mempelajari cara membuat aerogel yang sangat baik dari ban bekas
Para ilmuwan di National University of Singapore sangat frustrasi dengan kenyataan bahwa hanya 40% dari ban bekas yang didaur ulang, jadi mereka mulai mencari solusi alternatif untuk masalah ini. Tidak ada rencana yang jelas, hanya sebuah ide - untuk mengisolasi karet dari bahan ban dan memberinya bentuk baru. Misalnya, ubah menjadi basis aerogel berpori - struktur seluler di mana sel diisi dengan gas.
Selama percobaan, para ilmuwan merendam pecahan tipis ban dalam campuran pelarut "ramah lingkungan" dan air untuk membersihkan karet dari kotoran. Kemudian larutan dicerna sampai terbentuk massa yang seragam, didinginkan hingga -50 ° C dan diliofilisasi dalam ruang vakum selama 12 jam. Outputnya adalah aerogel padat dan ringan.
Tidak seperti jenis aerogel lainnya, versi berbahan dasar karet ternyata berkali-kali lipat lebih kuat. Dan setelah menerapkan lapisan dari methoxytrimethylsilane, itu juga menjadi tahan air, yang segera menentukan bidang aplikasi yang menjanjikan - sebagai sorben untuk melikuidasi tumpahan minyak. Sampah kemarin akan membantu menyingkirkan jenis sampah dan polusi lainnya.
Tetapi yang terpenting, para ilmuwan Singapura senang dengan sisi ekonomi dari penemuan ini. Pembuatan lembaran aerogel karet dengan luas 1 sq. M. dan tebal 1 cm membutuhkan waktu 12-13 jam dan biaya $7. Prosesnya dapat dengan mudah ditingkatkan dan diubah menjadi bisnis yang menarik secara komersial. Terutama, mengingat cadangan yang sangat besar dan murahnya bahan sumber.
Taksi udara tak berawak sedang dikembangkan di Federasi Rusia
Taksi udara tak berawak sedang dibuat di Rusia, yang akan mampu mengangkut penumpang menempuh jarak 500 km dengan kecepatan jelajah 500 km / jam. Model eksperimental pertama direncanakan akan dibuat pada tahun 2025, akan digunakan untuk lepas landas dan mendarat secara vertikal.
Diharapkan lebih lanjut model penerbangan akan diproduksi, yang daya dukungnya akan menjadi 500 kg (empat penumpang), tulis surat kabar Izvestia.
Taksi udara seperti itu terutama dirancang untuk digunakan di kota-kota dengan populasi lebih dari satu juta dan di wilayah terbesar di negara itu. Penggunaan kendaraan akan menjadi relevan karena kurangnya landasan pacu di Rusia, jelas pengembang dari National Technology Initiative (NTI).
“Kecepatan kendaraan yang tinggi akan dipastikan dengan adanya unit turbin gas yang terpasang di atas kapal dan terhubung dengan generator listrik. Ini memberi makan enam mesin stasioner melalui baterai superkapasitor,”kata Pavel Bulat, wakil direktur kelompok kerja Aeronet di NTI. Menurut dia, mesin akan berputar mengangkat dan menopang kipas, yang akan ditarik sepenuhnya ke dalam badan pesawat, yang bertindak sebagai sayap. Pengendalian direncanakan dilakukan dengan jet rudder dan dengan mengubah thrust vector. Elektronik daya untuk mobil akan dibuat dari silikon karbida, bukan silikon tradisional.
Bahan bodi juga akan inovatif. Para desainer akan menggunakan paduan aluminium dan skandium terbaru. Ini dikembangkan di All-Russian Institute of Aviation Materials. Ini akan membuat badan pesawat yang dilas semua logam yang ringan.
Toyota dan Lexus mengembangkan teknologi untuk membuat pembajakan mobil tidak berarti
Pencurian mobil adalah salah satu masalah terbesar yang dihadapi pemilik mobil. Bahkan sistem alarm tidak selalu mengatasi tugasnya, tetapi pabrikan sudah memiliki solusi yang lebih canggih. Mulai tahun 2020, seluruh jajaran merek Toyota dan Lexus di Rusia akan dilindungi oleh pengenal anti-pencurian unik T-Mark / L-Mark.
Pengidentifikasi adalah penandaan mobil dengan mikrodot dari film dengan diameter 1 mm, di mana kode PIN unik diterapkan, terkait dengan nomor VIN mobil tertentu. Secara total, hingga 10.000 poin tersebut diterapkan ke berbagai elemen dan rakitan tubuh. Anda dapat memeriksa kepatuhannya dengan kendaraan "terlampir" di situs toyota.ru dan lexus.ru.
Penggunaan penandaan memungkinkan lembaga penegak hukum dan pembeli mobil bekas untuk memverifikasi data "paspor" mobil dengan tanggal pembuatan, peralatan, nomor mesin dan karakteristik lainnya yang sebenarnya. Pabrikan memposisikan pengenal sebagai solusi yang secara signifikan mengurangi minat pembajak pada mobil Toyota dan Lexus dan memungkinkan untuk mengecualikan kemungkinan penjualan kembali kendaraan oleh mereka di pasar sekunder.
Mobil pertama yang menerima L-Mark di pasar domestik adalah Lexus ES - menurut pabrikan, hingga saat ini belum ada kasus pencurian sedan ini dilengkapi dengan tanda anti-pencurian. Selain itu, pemilik mobil yang ditandai memiliki diskon hingga 15% untuk kebijakan CASCO tentang risiko pencurian. Diharapkan proses melengkapi jajaran merek Toyota dan Lexus di Rusia dengan T-Mark/L-Mark akan selesai pada tahun 2020.
Motor listrik Rusia pada superkonduktor akan diuji dalam penerbangan
Spesialis dari TsIAM dinamai PI Baranov memulai persiapan untuk menguji pembangkit listrik hibrida pertama di Rusia dengan motor listrik. RIA Novosti melaporkannya sehari sebelumnya, merujuk pada layanan pers pusat pengujian ilmiah.
Pertengahan bulan ini, perwakilan lembaga mengunjungi FSUE SibNIA im. SA Chaplygin , di mana mereka memeriksa laboratorium terbang di pangkalan Yak-40, di mana direncanakan untuk menguji unit yang menjanjikan di masa depan. Tes penerbangan diharapkan berlangsung dalam 2 tahun. Direncanakan untuk memasang motor listrik suhu tinggi terbaru pada superkonduktor dan sistem pendingin di hidung pesawat, yang dibuat oleh ZAO Superox atas perintah FPI. Ingatlah bahwa unit ini adalah pengembangan domestik yang unik, yang mampu memberikan keuntungan nyata dalam kepadatan daya dan efisiensi komponen instalasi hibrida, dibandingkan dengan peralatan listrik tradisional.
Pada gilirannya, alih-alih salah satu dari tiga motor di "ekor" laboratorium terbang, unit turbin gas turboshaft dengan generator listrik, yang dikembangkan oleh USATU, akan dipasang. Unit sistem kontrol dan baterai akan ditempatkan di kabin Yak-40. Insinyur uji juga akan berada di sana selama penerbangan. Tujuan utama dari tes yang akan datang adalah untuk membuat demonstrasi pembangkit listrik hibrida, yang di masa depan dapat dipasang pada pesawat Rusia antar-wilayah yang menjanjikan.
Direkomendasikan:
Seperti apa mobil masa depan? Mungkinkah gambaran ini akhirnya akan menjadi kenyataan dalam 50-100 tahun ke depan?
Seperti apa mobil masa depan? Mungkinkah gambaran ini akhirnya akan menjadi kenyataan dalam 50-100 tahun ke depan? Akankah kita ingin mengemudi sama sekali, atau akankah dunia kita diambil alih oleh drone? Bagaimana ini sudah terjadi di motorsport?
Apakah energi termonuklir memiliki masa depan?
Selama lebih dari setengah abad, para ilmuwan telah mencoba untuk membangun sebuah mesin di Bumi, di mana, seperti di dalam perut bintang, reaksi termonuklir terjadi. Teknologi fusi termonuklir terkendali menjanjikan kepada umat manusia sumber energi bersih yang hampir tidak ada habisnya. Ilmuwan Soviet adalah cikal bakal teknologi ini - dan sekarang Rusia membantu membangun reaktor termonuklir terbesar di dunia
Energi thorium di Rusia dan masa depan superteknologi
Valery Konstantinovich Larin, salah satu pakar terkemuka dunia dalam energi thorium, anggota dewan ahli majalah Rare Lands, Doctor of Technical Sciences, mantan CEO beberapa perusahaan terbesar Sredmash, pada kode kepercayaan, baru peluang dalam pengembangan Kutub Utara, evolusi, dan masa depan cerah tenaga nuklir, yang tidak dapat dibayangkan tanpa menggunakan elemen unik - thorium
Terobosan teknologi Soviet di depan Barat
Apakah ada ketertinggalan teknologi antara Uni Soviet dan Barat? Itu poin yang diperdebatkan. Di beberapa daerah, tentu saja. Tapi tidak sama sekali. Dan itu sama sekali tidak putus asa, seperti yang diberitahukan kepada kami, di perestroika. Dan di beberapa daerah, Uni Soviet secara teknologi lebih unggul dari Barat
Rumah hemat energi yang menutupi biaya panas dan listrik
Hari ini sangat modis untuk membahas topik peningkatan keadaan ekologis planet ini dan penggunaan sumber energi alternatif yang lebih aktif. Sementara bagi sebagian orang itu adalah mimpi dan proyek setinggi langit di atas kertas, bagi penduduk lain di banyak negara Eropa itu adalah kenyataan nyata