3 ტექნოლოგია, რომელიც უჩვეულოა 2019 წლისთვისაც კი

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

ბირთვული მიკრო-ბატარეა, მსოფლიოში პირველი „ტალღური“ელექტროსადგური და წყალქვეშა ნავი. ჩვენ ახლა უფრო დაწვრილებით მოგიყვებით ამ სამი უჩვეულო მოვლენის შესახებ.

"მარადიული" ბირთვული ბატარეა NanoTritium

2005 წელს კანადურმა კომპანია CityLabs-მა დაიწყო ბატარეის აქტიური განვითარება, რომელიც შეიძლება გაგრძელდეს მრავალი წლის განმავლობაში. ინჟინრებმა თავიანთი გამოკვლევებით დაიწყეს ლარი ოლსენის განვითარება, რომელიც დაიწყო მეოცე საუკუნის სამოცდაათიან წლებში. სწორედ მაშინ შემოგვთავაზა ოლსენმა რადიოიზოტოპური ენერგიის წყაროს მოდელი.

2008 წელს კი, მუშაობის დაწყებიდან სამი წლის შემდეგ, CityLabs-მა შესთავაზა "გასაყიდად" NanoTritium-ის პირველი ნიმუშები - კომერციული P100 ბატარეა. მისი მაქსიმალური სიმძლავრე მცირეა - მხოლოდ სამოცდათხუთმეტი ნანოვატი, სხვადასხვა ვერსიებს შეუძლიათ გამოიმუშაონ ორმოცდაათიდან სამას ნანოამპერამდე. მომსახურების ვადა - ოცი წელი (პლიუსით, როგორც დეველოპერები ამბობენ). P100 ბატარეების გამოშვების ფორმა არის LCC 44 და LCC68 მიკროსქემების სახით.

ქიმიური ბატარეებისგან განსხვავებით, ნანოტრიტიუმი ენერგიის ფიზიკური წყაროა, ანუ ის არ შეიცავს აქტიურ ქიმიურ ნივთიერებებს. მიუხედავად იმისა, რომ ჰელიუმი გამოიყოფა ექსპლუატაციის დროს, ის ძალიან მცირე რაოდენობითაა და არ წარმოადგენს ტოქსიკურ საფრთხეს. ასევე უსაფრთხოა ადამიანისთვის და ტრიტიუმის დაშლის გამოსხივებისგან (მეცნიერები თვლიან), რომ ის ჰაერში ვრცელდება ბატარეიდან ფაქტიურად რამდენიმე მილიმეტრში.

ტრიტიუმის ბატარეის P100 მუშაობის სქემა

ბატარეის საფუძველია ტრიტიუმის დაშლა (ეს არის წყალბადის მძიმე იზოტოპი, ძალიან იშვიათი და ძვირი). ტრიტიუმის ნახევარგამოყოფის პერიოდი თორმეტ წელზე მეტია. იგი მიიღება ორი გზით – ლითიუმის დასხივებით ლითიუმის იზოტოპითა და ნეიტრონებით, ან რეაქტორებიდან „მძიმე“წყლის დამუშავებით.

2018 წელს CityLabs-მა წარმოადგინა ახალი NanoTritium სერია, P200, ელექტრომომარაგება ძაბვით 0.8-დან 2.4 ვოლტამდე და ამპერაჟით 52-დან 156 მიკროამპერამდე. ბატარეებს შეუძლიათ იმუშაონ ტემპერატურის დიაპაზონში მინუს ორმოცი - პლუს ოთხმოცი გრადუსი ცელსიუსით.

ასეთი დაბალი სიმძლავრის ბატარეების აპლიკაციები საკმაოდ მრავალფეროვანია: წნევის/ატმოსფერული ტემპერატურის სენსორებში, ჭკვიან სენსორებში, სამედიცინო იმპლანტებში, დატენვის ლითიუმის ბატარეებში, ნახევრად პასიური და აქტიური RFID (რადიო სიხშირის იდენტიფიკაცია), სილიკონის საათები, SRAM მეხსიერების სარეზერვო საშუალება, ღრმა ზღვა. ნავთობის ჭაბურღილების სენსორები, დაბალი სიმძლავრის პროცესორები (მაგ. ASICs, FPGAs, MicroController ბლოკები და ა.შ.).

Pelamis Wave Power - "ზღვის გველები", რომლებიც ჭამენ ტალღებს

დედამიწის ზღვებისა და ოკეანეების ტალღების მიერ წარმოქმნილი ენერგია უზარმაზარია. იყვნენ მეცნიერებიც კი, რომლებმაც გამოთვალეს, რომ ის უდრის ორ ტერავატს. ზუსტი ციფრი თუ არა არც ისე მნიშვნელოვანია, მთავარია ეს რესურსი განახლებადი იყოს და არანაირად არ იმოქმედოს მსოფლიოში ეკოლოგიური მდგომარეობის გაუარესებაზე.

შოტლანდიელი ინჟინრები კომპანია Pelamis Wave Power-დან ცდილობდნენ ამ ენერგიის გამოყენებას და საოცარი მექანიზმი ააგეს. მისი განვითარება ჯერ კიდევ 1998 წელს დაიწყო - სწორედ მაშინ გაჩნდა იდეა, მაგრამ კომპანიამ დიდი ხნის განმავლობაში ვერ იპოვა მისი მშენებლობისთვის საჭირო თანხები. 2002 წელს კვლევის გრანტის მიღების შემდეგ, პროტოტიპი აშენდა Pelamis Wave Power-ში. მის საფუძველზე, 2005 წელს, პორტუგალიურ კომპანია Enersis-თან დაიდო ხელშეკრულება მსოფლიოში პირველი „ტალღის“ელექტროსადგურის მშენებლობაზე.

პორტუგალიური სადგურის საფუძველია Pelamis P-750 გადამყვანები, თითოეული ას ორმოცი მეტრი სიგრძით და სამნახევარი მეტრი "სისქით", ისინი ასევე იწონიან ბევრს - დაახლოებით შვიდას ორმოცდაათი ტონა (სრულად დატვირთული). Pelamis P-750 არის ნახევრად ჩაძირული სტრუქტურა ოთხი განყოფილებისგან, რომლებიც დაკავშირებულია სპეციალური ჰინგებით. ტალღებზე მოქცეული „წითელი ზღვის გველის“მონაკვეთები ამ საკინძებთან იხრება.

თითოეული გადამყვანი იყენებს ენერგიის გარდაქმნის სამ მოდულს. ისინი შედგება რთული დახურული ჰიდრავლიკური სისტემისგან, სადაც ჰიდრავლიკური დგუშები ტუმბოს ზეთს, რაც აიძულებს ელექტრო გენერატორებს ბრუნვას. ასევე აუცილებელია გადამყვანების გონივრულად განთავსება - იქ, სადაც მეტი ტალღაა, იქ, მათზე უფრო ძლიერად მოძრაობით, პელამისი გამოიმუშავებს მეტ ელექტროენერგიას.

2008 წლის შემოდგომაზე, პორტუგალიის ჩრდილო-დასავლეთ სანაპიროსთან, Povua de Varzima-სთან ახლოს, Agucadoura Wave Farm-ის ელექტროსადგურმა გამოუშვა პირველი ელექტროენერგია ტალღებიდან „ამოღებული“. ერთი "გველის" - კონვერტორის Pelamis P-750 პიკური სიმძლავრე 750 კვტ. პორტუგალიურ ელექტროსადგურს სამი ინსტალაცია აქვს. ამრიგად, გათვლებით, მათ შეუძლიათ ორი და მეოთხედი მეგავატის მიწოდება (უნდა ვთქვა, რომ გაშვებისას, საშუალოდ, ყოველი ინსტალაცია ას ორმოცდაათი კილოვატი იყო, ანუ ოთხას ორმოცდაათი ერთად).

ამ წარმოუდგენელი ინსტალაციის შემდგომი ბედი სამწუხაროა. ორი თვის მუშაობის შემდეგ, იგი გათიშული იქნა და დაუბრუნდა Pelamis Wave Power-ს, რათა გამოესწორებინა სახსრის ტარების პრობლემები. ამავე დროს, Babcock & Brown (PWP-ის დამფუძნებელი) ფინანსური სირთულეების გამო იძულებული გახდა დაექირავებინა მესამე მხარის მენეჯერი. Pelamis-ის პროექტი ოფიციალურად დაიხურა.

PS. თუმცა, ეს არ არის ამბის დასასრული. 2016 წლის ოქტომბერში, მას შემდეგ, რაც ჩინურმა კომპანიამ წარმოადგინა მსგავსი ზღვის გველის პროდუქტი, Pelamis Wave Power-ის ყოფილმა თანამშრომლებმა ივარაუდეს სამრეწველო ჯაშუშობის შესახებ: 2011 წელს ჩინეთის დელეგაციის ვიზიტის შემდეგ, რამდენიმე ლეპტოპი აკლდა კომპანიის შენობიდან.

კიდევ ერთი ტექნოლოგია, უფრო გასართობად:

საოცარი ნეკერის ნიმფა "მოფრინავს" წყალქვეშ

წარმოიდგინეთ - მსუბუქი ძრავიანი თვითმფრინავის მსგავსი აპარატურა, რომელიც შეუფერხებლად მოძრაობს ტალღებზე. შემდეგ კი პილოტი, დარწმუნდა, რომ მისი მგზავრები თავიანთ ადგილებზე დგანან, აჩქარებს მას, აიძულებს "ჩაყვინთოს"… და, უფრო და უფრო შორს, აშორებს მას წყლის ცქრიალა ზედაპირიდან, დაუვიწყარი წყალქვეშა მოგზაურობისკენ..

ასეთი მოწყობილობა რეალურად არსებობს. მისი სახელია Necker Nymph, მისი ტიპის პირველი წყალქვეშა მანქანა. კონსტრუქციას აქვს ღია კაბინეტი, ფლობს პოზიტიურ ელვარებას და რაც მთავარია, იყენებს არა ჩვეულებრივ მეთოდს (ბალასტს) ჩაყვინთვის, არამედ ფრთების „აეროდინამიკურ“თვისებებს.

ბორტზე შეიძლება იყოს სამი ადამიანი – ერთი „პილოტი“და ორი „მგზავრი“. ისინი დაცულნი არიან შემომავალი წყლისგან ფერინგით, როგორც სარბოლო მანქანებზე - სპეციალური „საქარე მინები“, რომლებიც ათავისუფლებენ წყლის ნაკადის წნევას. უფრო პანორამული ხედი ღია კაბინიდან ძნელი წარმოსადგენია! კონტროლს ახორციელებს პილოტი ჯოისტიკის გამოყენებით.

ჯოისტიკი აკონტროლებს დახრილობას, გადახვევას და გადახვევას, ხოლო დროსელის ჯოხი აკონტროლებს წინ და უკან მოძრაობას. ფრენის და სანავიგაციო კომპიუტერი (FAN-C), მსგავსი თანამედროვე მებრძოლებში, აკონტროლებს სიჩქარეს, სიღრმეს და ინარჩუნებს ჩაძირვას წინასწარ განსაზღვრულ საზღვრებში. ხელოსანი ასევე აღჭურვილია სამმაგი ზედმეტი სიცოცხლის მხარდაჭერის სისტემით და ავტომატურად ბრუნდება ზედაპირზე ნებისმიერი გაუმართაობის შემთხვევაში.

ჩაყვინთვის ხანგრძლივობაა ორი საათი (იმდენი ჰაერი მყვინთავების ცილინდრებში), მაქსიმალური სიღრმე დაახლოებით ოცდაათი მეტრია, მინიმალური სიჩქარე წყალქვეშ არის დაახლოებით ორი კმ/სთ (ერთ კვანძზე ოდნავ მეტი), მაქსიმალური დაახლოებით. თერთმეტი კმ/სთ (ექვსი კვანძი). ზომები ნეკერის ნიმფა: 4, 6x3, 0x1, 2 მ, წონა შვიდას ორმოცდაათი კგ.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) დაიწყო ამ ტიპის აპარატის განვითარება 1990-იანი წლების ბოლოს, როდესაც DeepFlight წყალქვეშა ნავები არ იყენებდნენ ბალასტს ჩაძირვისთვის, არამედ იყენებდნენ ფრთების მიერ შექმნილ „ნეგატიურ ამწეობას“. Necker Nymph ასევე შეიქმნა კოდური სახელით DeepFlight Merlin.

ამ საოცარი მოწყობილობის მფლობელი არის Virgin Group-ის ხელმძღვანელი რიჩარდ ბრენსონი და გრემ ჰოუკსმა დააპროექტა და შექმნა. მოწყობილობის ღირებულება 670 000 დოლარია.