Ветрогенераторы обеспечат энергией колонизаторов Марса

«Зеленая» энергетика дотянулась до Марса, но пока только в теории. Ученые показали, что на Красной планете может быть достаточно ветра для круглогодичного снабжения колонистов электроэнергией. Это особенно важно для полярных районов, более всего подходящих для строительства марсианских баз — там можно добыть лед. В этих регионах очень мало солнечного света — во время время пылевых бурь его практически нет. Поэтому ветрогенерация может стать важным дополнением к солнечной станции.

На Марсе, где плотность атмосферы составляет всего 1% от земной, солнечная энергетика отдает максимум от возможного. Почему бы в таких районах не задействовать ветрогенерацию? Ученые NASA подсчитали, что в приполярных областях — особенно вдоль крупных кратеров и нагорий — достаточно ветра, чтобы одна мощная турбина круглогодично обеспечивала энергией группу из шести колонистов. В районах с меньшей силой ветра (ближе к экватору) ветер может дополнять солнечную энергетику во время сезона пылевых бурь. Или в темное время марсианских суток.

src

Новые негорючие литиевые аккумуляторы с пересоленным электролитом

Ученые из Стэнфордского университета провели работу по увеличению живучести литиевых аккумуляторов при нагреве. Они пошли двумя путями: заменили раствор для электролита на менее горючие полимерные растворители вместо органических и повысили концентрацию солей лития в электролите, что снизило горючесть раствора.

В обычных литийсодержащих аккумуляторах электролит (растворитель) начинает испаряться при нагреве элемента до ~ 60 °C. Жидкость переходит в газовую фазу, после чего батарея раздувается до разрушения оболочки и воспламенения. Ученые смогли вместо легко испаряющегося органического растворителя подобрать такой полимер, который сохранил бы проводимость ионов лития на максимально возможном уровне и при этом обеспечил бы надежный каркас для удержания молекул вещества. Впрочем, проводимость ионов лития полимерным растворителем все равно была хуже, чем при использовании органического растворителя и это пришлось исправлять иным способом.

Обычно соли лития (LiFSI) в электролите литиевых аккумуляторов растворяются в соотношении меньшем, чем один к двум (менее 50% по весу). Чтобы компенсировать меньшую подвижность ионов лития в полимерном растворителе, ученые начали постепенно увеличивать концентрацию солей. Наилучшей концентрацией оказался состав с 63% солей. Молекулы в таком составе хорошо «липли» друг к другу и это препятствовало испарению при нагреве. Найденный состав с повышенной концентрацией солей лития легко выдерживал нагрев до 100°C. Электролит позволял батарее оставаться рабочей и не воспламенялся.

src

Новое видео от Олега Гладченко #6 Последние новости о ходе строительства МотоСолцемобиля

https://youtu.be/PKEeRkIXTuw

С помощью оптимизации световых лучей данные передали со скоростью более 600 Гбит/с

Исследователи из Астонского института фотонных технологий и Университета Глазго разработали алгоритмы обработки сигналов для беспроводной оптической связи FSO (free-space optics). Во время тестирования с имитацией атмосферных помех инженеры увеличили доступность передаваемых данных до более 99%, добившись пропускной способности в более 600 Гбит/с.

Технология беспроводной связи FSO передает данные в виде света через окружающий воздух. Ее можно использовать для создания дешевых телекоммуникаций или компьютерных сетей, поскольку FSO не требует дорогостоящей прокладки оптоволоконных кабелей. Но поскольку данные отправляются в виде импульсов света, погодные условия могут вызывать проблемы. Яркий солнечный день или густой туман могут преломлять или искажать луч света, создавая турбулентность, которая приводит к потере данных.

Чтобы справиться с этим, инженеры одновременно передали несколько сигналов данных, используя лучи света различной пространственной формы. Атмосферная турбулентность изменяет форму лучей, что приводит к потере сигнала. Но если передавать несколько сигналов разной формы, то в приемнике собирается больше света — а исходные данные в конце концов могут быть расшифрованы с помощью специального алгоритма.

На фото: восьмилучевой лазерный приемопередатчик для FSO-связи.

src

​​Аккумуляторы: тенденции развития технологий

Литиевая эра. Недавние достижения в плотности энергии литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторов означают, что технология LFP будет все больше конкурировать с литий-ионными аккумуляторами для электромобилей (EV) и стационарных накопителей. Tesla и BYD, среди прочего, уже используют в некоторых моделях электромобилей аккумуляторы LFP. Между тем, батареи на основе лития сокращают краткосрочные перспективы свинцово-кислотных батарей, которые намного больше и тяжелее, выделяют опасные газы и менее энергоемки в стационарных хранилищах и источниках бесперебойного питания.

Материалы батарей будущего. Катоды, аноды аккумуляторов и электролит в основном изготавливаются из кобальта (Co), никеля (Ni), легковоспламеняющихся жидкостей, графита, марганца (Mn) и лития. Под давлением растущих затрат, производительности и особенно требований безопасности, усиливается поиск более эффективных материалов и химических смесей. В ближайшие два-три года Ni будет все чаще заменять Co в качестве катодного стабилизатора, чтобы избавиться от зависимости от дорогостоящих поставок из Конго. Будет предприниматься все больше усилий по замене легковоспламеняющихся жидких электролитов керамическими, стеклянными, полимерными или кремниевыми электролитами (в идеале), работающими в тандеме с литий-металлическими модифицированными анодами.

Кремниево-графеновая революция. Кремний (Si), наряду с графеном, является предпочтительным твердотельным материалом будущего для 20-кратного роста плотности энергии. Но в современных прототипах батарей кремний часто вызывает короткие замыкания. Тем не менее, стартап Sila Nanotechnology, сотрудничая с BMW, Daimler и китайской CATL, полагает, что к 2025 году у него будет готовое решение с использованием сферических частицы кремния, которые позволят Si расширяться, не ломаясь.

Технология квантового стекла. В 2017 году один из создателей литий-ионной батареи Джон Гуденаф представил, возможно, самый интересный подход к электролитам из всех имеющихся: стекло, легированное щелочными материалами, такими как Li или Na. Это так называемое квантовое стекло. Технология позволяет заряжать аккумулятор за считанные минуты и не создает проблемных «остроконечных» дендритов.

Натриевая технология. Компания CATL разработала твердый углеродный анодный материал, обеспечивающий значительное накопление и быстрое перемещение ионов Na вперед и назад через расплавленный солевой электролит с катодом из оксида Na. Такие аккумуляторы обещают высокую плотность энергии, быструю зарядку и лучшую общую производительность в условиях низких температур. И по низкой цене.

Жидкометаллические аккумуляторы. В них используются жидкие кальциевые (Ca) аноды, катоды с частицами сурьмы (Sb) и расплавленные солевые электролиты, что обеспечивает преимущества по стоимости, эксплуатации и безопасности в сравнении с решениями на основе лития и свинцово-кислотными аккумуляторами.

«Фактор Теслы». Tesla надеется, что ее большие аккумуляторные батареи с элементами питания 4860, коммерческое производство которых ожидается к 2024 году, станут революционными. Предполагаемый прорыв основан на устранении вкладок. Металлические компоненты добавляются к батареям, чтобы они могли подключаться к внешнему источнику питания. Текущая проблема заключается в том, что производственные линии приходиться приостановливать, чтобы добавить вкладки — этот процесс может повредить ячейки. Инженеры Tesla заявляют, что нашли способ внедрить функции выступов во внутреннюю фольгу анодного и катодного коллектора. Это должно устранить необходимость в прикрепленных компонентах, оптимизировать производственный процесс и снизить вероятность брака.

Твердотельные аккумуляторы. В них обычно используются керамика и твердые полимеры вместо жидкостей и полимерных гелей литий-ионных батарей. Это снижает риск воспламеняемости и короткого замыкания, а также существенно увеличивает количество циклов зарядки, которые батарея может выдержать в течение всего срока службы.

src

Самодельный лагерный дистиллятор 👍

К такому ИИ был явно не готов 😅

Воздушный змей для родителя, но целый воздушный звездолёт для ребёнка 😄