3 טכנולוגיות יוצאות דופן אפילו לשנת 2019

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

מיקרו-סוללה גרעינית, תחנת הכוח ה"גל" הראשונה בעולם וצוללת. כעת נספר לכם יותר על שלושת ההתפתחויות החריגות הללו ביתר פירוט.

סוללה גרעינית "נצחית" NanoTritium

בשנת 2005 החלה חברת CityLabs הקנדית בפיתוח פעיל של סוללה שיכולה להחזיק מעמד שנים רבות. במחקרם, המהנדסים התחילו מפיתוחו של לארי אולסן, שהחל בשנות השבעים של המאה העשרים. זה היה אז שאולסן הציע מודל למקור כוח רדיואיזוטופי.

ובשנת 2008, שלוש שנים לאחר תחילת העבודה, CityLabs הציעה "למכירה" את הדוגמאות הראשונות של ה-NanoTritium - סוללת P100 מסחרית. ההספק המרבי שלו קטן - רק שבעים וחמישה ננו-וואט, גרסאות שונות מסוגלות לייצר בין חמישים לשלוש מאות ננו-אמפר. חיי שירות - עשרים שנה (עם יתרון, כפי שאומרים המפתחים). צורת השחרור של סוללות P100 היא בצורת מיקרו-מעגלים LCC 44 ו-LCC68.

בניגוד לסוללות כימיות, NanoTritium הוא מקור פיזי של אנרגיה, כלומר אינו מכיל כימיקלים פעילים. למרות שהליום משתחרר במהלך הפעולה, הוא נמצא בכמויות קטנות במיוחד ואינו מהווה סכנה רעילה. בטוח גם לבני אדם וקרינה מהתפרקות של טריטיום (מדענים מאמינים), שכן הוא מתפשט באוויר ממש כמה מילימטרים מהסוללה.

ערכת הפעולה של סוללת הטריטיום P100

הבסיס של הסוללה הוא ריקבון של טריטיום (זהו איזוטופ כבד של מימן, נדיר מאוד ויקר). זמן מחצית החיים של טריטיום הוא קצת יותר מ-12 שנים. הוא מתקבל בשתי דרכים - על ידי הקרנת ליתיום עם איזוטופ ליתיום ונייטרונים, או על ידי עיבוד מים "כבדים" מכורים.

בשנת 2018 הציגה CityLabs את סדרת NanoTritium החדשה, ה-P200, ספק כוח עם מתחים הנעים בין 0.8 ל-2.4 וולט ואמפרז' בין 52 ל-156 מיקרואמפר. סוללות יכולות לפעול בטווח טמפרטורות של מינוס ארבעים - פלוס שמונים מעלות צלזיוס.

היישומים של סוללות כה נמוכות הן למעשה די מגוונות: בחיישני לחץ / טמפרטורת סביבה, חיישנים חכמים, שתלים רפואיים, סוללות ליתיום נטענות, RFID חצי פסיבי ואקטיבי (זיהוי תדר רדיו), שעוני סיליקון, גיבוי זיכרון SRAM, ים עמוק חיישני באר שמן, מעבדי הספק נמוך (למשל ASICs, FPGAs, MicroController בלוקים וכו').

Pelamis Wave Power - "נחשי ים" שאוכלים גלים

האנרגיה שנוצרת מגלי הימים והאוקיינוסים של כדור הארץ היא עצומה. היו אפילו מדענים שחישבו שזה שווה לשני טרה וואט. הנתון המדויק או לא כל כך חשוב, העיקר שהמשאב הזה מתחדש ואינו משפיע בשום צורה על הידרדרות המצב האקולוגי בעולם.

מהנדסים סקוטים מחברת Pelamis Wave Power ניסו להשתמש באנרגיה הזו ובנו מנגנון מדהים. פיתוחו החל עוד ב-1998 - אז עלה הרעיון, אך החברה לא מצאה את הכספים הדרושים לבנייתו במשך תקופה ארוכה. לאחר קבלת מענק מחקר בשנת 2002, נבנה אב טיפוס ב-Pelamis Wave Power. על בסיסו, בשנת 2005, נחתם חוזה עם חברת Enersis הפורטוגלית להקמת תחנת הכוח ה"גל" הראשונה בעולם.

הבסיס של התחנה הפורטוגלית הם ממירי Pelamis P-750, כל אחד באורך מאה וארבעים מטר ושלושה מטרים וחצי "עובי", גם הם שוקלים הרבה - כשבע מאות וחמישים טון (טעון מלא). Pelamis P-750 הוא מבנה שקוע למחצה של ארבעה חלקים המחוברים בצירים מיוחדים. מתנדנדים על הגלים, חלקים מ"נחש הים האדום" מתכופפים בצירים אלה.

כל ממיר משתמש בשלושה מודולים להמרת אנרגיה. הם מורכבים ממערכת הידראולית סגורה מורכבת, שבה בוכנות הידראוליות שואבות שמן, ומאלצות גנרטורים חשמליים להסתובב. כמו כן יש צורך למקם ממירים בחוכמה - היכן שיש יותר גלים, שם, מתנדנדים עליהם חזק יותר, פלמיס יפיק יותר חשמל.

בסתיו 2008, מול החוף הצפון-מערבי של פורטוגל, ליד פובואה דה וארזימה, תחנת הכוח של חוות הגלים אגוקאדורה הפיקה את החשמל הראשון ש"נלקח" מהגלים. שיא ההספק של ממיר "נחש" אחד Pelamis P-750 הוא 750 קילוואט. לתחנת הכוח הפורטוגלית שלושה מתקנים. לפיכך, לפי חישובים, הם מסוגלים לספק עד שניים ורבע מגה וואט (אני חייב לומר, בהשקה, בממוצע, כל התקנה הפיקה מאה וחמישים קילוואט, או ארבע מאות וחמישים ביחד).

גורלו הנוסף של ההתקנה המדהימה הזו הוא עצוב. לאחר חודשיים בשירות, הוא נותק והוחזר ל- Pelamis Wave Power כדי לתקן את בעיות המיסבים במפרקים. במקביל, Babcock & Brown (מייסדת PWP) נאלצה להעסיק מנהל צד שלישי עקב קשיים כלכליים. פרויקט פלמיס נסגר רשמית.

נ.ב. עם זאת, זה לא סוף הסיפור. באוקטובר 2016, לאחר שחברה סינית חשפה מוצר נחש ים דומה, עובדים לשעבר של Pelamis Wave Power העלו השערות לגבי ריגול תעשייתי: לאחר ביקור של משלחת סינית ב-2011, כמה מחשבים ניידים נעדרו בבניין החברה.

ובכן, עוד טכנולוגיה אחת, במקום בידור:

נימפת נקר מדהימה "מעופפת" מתחת למים

תארו לעצמכם - מנגנון הדומה למטוס בעל מנוע קל, המתנודד בצורה חלקה על הגלים. ואז הטייס, מוודא שנוסעיו יושבים במקומותיהם, מאיץ אותו, מאלץ אותו "לצלול"…ועוד ועוד, הוא מרחיק אותו ממשטח המים הנוצץ, לעבר מסע תת-מימי בלתי נשכח..

מכשיר כזה קיים למעשה. שמו הוא Necker Nymph, הרכב התת ימי הראשון מסוגו. לעיצוב יש תא טייס פתוח, בעל ציפה חיובית, והכי חשוב, הוא משתמש לא בשיטה הרגילה (נטל) לצלילה, אלא בתכונות ה"אווירודינמיות" של הכנפיים.

יכולים להיות שלושה אנשים על הסיפון - "טייס" אחד ושני "נוסעים". הם מוגנים מפני המים המתקרבים על ידי יריעות, כמו במכוניות מירוץ - "מגן רוח" מיוחד שמקל על לחץ זרימת המים. נוף פנורמי יותר מתא טייס פתוח קשה לדמיין! השליטה מתבצעת על ידי הטייס באמצעות ג'ויסטיק.

הג'ויסטיק שולט בהטיה, גלגול ופיהוק, ומקל המצערת שולט בתנועה קדימה ואחורה. מחשב טיסה וניווט (FAN-C), בדומה לאלו המשמשים במטוסי קרב מודרניים, עוקב אחר מהירות, עומק ושומר על צלילה בגבולות שנקבעו מראש. כלי השיט מצויד גם במערכת תמיכת חיים מיותרת משולשת ותחזור אוטומטית אל פני השטח בכל מקרה של תקלה.

משך הצלילה שעתיים (כל כך הרבה אוויר בגלילים של הצוללים), העומק המרבי הוא כשלושים מטר, המהירות המינימלית מתחת למים היא כשני קמ"ש (קצת יותר מקשרים אחד), המקסימום הוא בערך אחד עשר קמ"ש (שישה קשרים). מידות Necker Nymph: 4, 6x3, 0x1, 2 מ', משקל שבע מאות וחמישים ק"ג.

הוקס אושן טכנולוגיות (HOT) החלה בפיתוח של מכשיר מסוג זה בסוף שנות ה-90, כאשר הצוללות של DeepFlight לא השתמשו בנטל לטבילה, אלא השתמשו ב"הרמה השלילית" שנוצרה על ידי הכנפיים. נימפת Necker פותחה גם תחת שם הקוד DeepFlight Merlin.

הבעלים של המכשיר המדהים הזה הוא ראש קבוצת וירג'ין, ריצ'רד ברנסון, וגראהם הוקס עיצבו ויצרו אותו. עלות המכשיר היא 670,000 דולר.