Kulki fulerenowe w energetyce. Bezpłatne wiadomości z biblioteki technicznej

NOWOŚCI NAUKI I TECHNOLOGII, NOWOŚĆ W ELEKTRONIKI
Bezpłatna biblioteka techniczna / Kanał wiadomości

Kulki fulerenowe w energetyce

08.02.2015

W 1985 roku chemicy po raz pierwszy zsyntetyzowali piłkę nożną. Składał się z 60 atomów węgla połączonych w trójwymiarową figurę geometryczną utworzoną z regularnych pięciokątów i sześciokątów. Cząsteczka ta została nazwana fulerenem i od trzydziestu lat jest dokładnie badana w laboratoriach.

Chemicy nauczyli się wykonywać z węglową kulą najbardziej wirtuozerskie sztuczki - utrwalać na jej powierzchni różne molekuły, umieszczać w niej atomy metalu, a nawet pokazali, że baterie słoneczne można zrobić na bazie fulerenów. W każdym artykule naukowym poświęconym fulerenowi naukowcy stwierdzili, że można go stosować w wielu różnych dziedzinach, ale sprawa nigdy nie znalazła rzeczywistego zastosowania. Fuleren pozostał zabawną zabawką w rękach badaczy. Jednak teraz istnieje realna szansa, aby kula molekularna była użyteczna dla ludzkości.

Szwedzcy naukowcy z Chalmers University of Technology wykazali, że fuleren może zwiększać rezystancję izolacji stosowanej do produkcji kabli wysokiego napięcia. Dopóki nie nadeszła era bezprzewodowej energii elektrycznej, najbardziej niezawodnym sposobem przesyłania energii na odległość jest zwykły kabel. Kilometry linii energetycznych ciągną się od różnych elektrowni do odbiorców. Większość urządzeń gospodarstwa domowego jest zasilana napięciem 220 woltów. Urządzenia przemysłowe często używają 380 woltów. I choć oba napięcia są niebezpieczne, a nawet mogą być śmiertelne, należą do klasy niskiego napięcia.

Faktem jest, że do przesyłania energii na duże odległości potrzebne są wysokie napięcia - setki tysięcy woltów. Na przykład, aby przesyłać energię elektryczną z elektrowni syberyjskich do przedsiębiorstw przemysłowych na Uralu, w latach 80. ubiegłego wieku zbudowano linię energetyczną o bardzo wysokim napięciu - do 1,1 miliona woltów. Wysokie napięcie musi być stosowane w celu zmniejszenia strat podczas przesyłania energii elektrycznej przewodami: im wyższe napięcie, tym mniej energii jest tracone na drodze od elektrowni do odbiorcy.

Istnieją napowietrzne linie energetyczne - to gołe przewody wiszące na słupach i masztach. Tam, gdzie nie można ich użyć, układane są linie kablowe. Kabel można ułożyć pod ziemią lub pod wodą. W kablu metalowy drut przewodzący prąd jest otoczony warstwą izolatora, materiału nieprzewodzącego. Do produkcji kabli wysokiego napięcia stosuje się izolację polietylenową, ten sam polimer, z którego wykonane są konwencjonalne torby opakowaniowe. Ale możliwości izolacyjne polietylenu nie są nieograniczone: jeśli pewien limit zostanie przekroczony, nastąpi awaria i linia kablowa całkowicie ulegnie awarii. A wymiana kabla ułożonego pod ziemią lub pod wodą to kłopotliwa sprawa.

Więc o co chodzi z piłkami węglowymi? Okazało się, że jeśli do polietylenu doda się cząsteczki fulerenu, to jego właściwości izolacyjne wzrastają. Kabel modyfikowany fulerenami wytrzymuje wyższe napięcie niż kabel konwencjonalny - o 26% wyższe. A to oznacza, że można przez nią przesłać o 26% więcej energii. Aby osiągnąć ten efekt, szwedzcy chemicy stworzyli materiał izolacyjny, w którym na kilogram polietylenu przypada jeden gram fulerenu.

Fuleren ma bardzo specyficzne właściwości elektroniczne. Może wychwytywać elektrony o wysokiej energii, które niszczą właściwości izolacyjne polietylenu. Fuleren przyjmuje takie elektrony, chroniąc polimer przed możliwym rozkładem. Chociaż to odkrycie nie należy do tych, które dokonują rewolucji w sektorze energetycznym, ale w przemyśle, zwiększenie wydajności o każdy procent pozwala zaoszczędzić tony materiałów i megawaty energii.

<< Powrót: Monitor wklęsły Samsung S34E790CN 09.02.2015

>> Naprzód: Życie bez haseł 08.02.2015

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Udowodniono istnienie reguły entropii dla splątania kwantowego 09.05.2024

Mechanika kwantowa wciąż zadziwia nas swoimi tajemniczymi zjawiskami i nieoczekiwanymi odkryciami. Niedawno Bartosz Regula z Centrum Obliczeń Kwantowych RIKEN i Ludovico Lamy z Uniwersytetu w Amsterdamie przedstawili nowe odkrycie dotyczące splątania kwantowego i jego związku z entropią. Splątanie kwantowe odgrywa ważną rolę we współczesnej nauce i technologii informacji kwantowej. Jednak złożoność jego struktury utrudnia zrozumienie go i zarządzanie nim. Odkrycie Regulusa i Lamy'ego pokazuje, że splątanie kwantowe podlega zasadzie entropii podobnej do tej obowiązującej w układach klasycznych. Odkrycie to otwiera nowe perspektywy w dziedzinie informatyki i technologii kwantowej, pogłębiając naszą wiedzę na temat splątania kwantowego i jego powiązania z termodynamiką. Wyniki badań wskazują na możliwość odwracalności transformacji splątania, co mogłoby znacznie uprościć ich zastosowanie w różnych technologiach kwantowych. Otwarcie nowej reguły ... >>

Mini klimatyzator Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Lato to czas relaksu i podróży, jednak często upały potrafią zamienić ten czas w udrękę nie do zniesienia. Poznaj nowość od Sony - miniklimatyzator Reon Pocket 5, który obiecuje zapewnić użytkownikom większy komfort lata. Sony wprowadziło do oferty wyjątkowe urządzenie – miniodżywkę Reon Pocket 5, która zapewnia schłodzenie ciała w upalne dni. Dzięki niemu użytkownicy mogą cieszyć się chłodem w dowolnym miejscu i czasie, po prostu nosząc go na szyi. Ten mini klimatyzator wyposażony jest w automatyczną regulację trybów pracy oraz czujniki temperatury i wilgotności. Dzięki innowacyjnym technologiom Reon Pocket 5 dostosowuje swoje działanie w zależności od aktywności użytkownika i warunków otoczenia. Użytkownicy mogą łatwo regulować temperaturę za pomocą dedykowanej aplikacji mobilnej połączonej przez Bluetooth. Dodatkowo dla wygody dostępne są specjalnie zaprojektowane koszulki i spodenki, do których można doczepić mini klimatyzator. Urządzenie może och ... >>

Energia z kosmosu dla Starship 08.05.2024

Wytwarzanie energii słonecznej w przestrzeni kosmicznej staje się coraz bardziej wykonalne wraz z pojawieniem się nowych technologii i rozwojem programów kosmicznych. Szef startupu Virtus Solis podzielił się swoją wizją wykorzystania statku kosmicznego SpaceX do stworzenia orbitalnych elektrowni zdolnych zasilić Ziemię. Startup Virtus Solis zaprezentował ambitny projekt stworzenia elektrowni orbitalnych przy użyciu statku Starship firmy SpaceX. Pomysł ten mógłby znacząco zmienić dziedzinę produkcji energii słonecznej, czyniąc ją bardziej dostępną i tańszą. Istotą planu startupu jest obniżenie kosztów wystrzeliwania satelitów w przestrzeń kosmiczną za pomocą Starship. Oczekuje się, że ten przełom technologiczny sprawi, że produkcja energii słonecznej w kosmosie stanie się bardziej konkurencyjna w stosunku do tradycyjnych źródeł energii. Virtual Solis planuje budowę dużych paneli fotowoltaicznych na orbicie, wykorzystując Starship do dostarczenia niezbędnego sprzętu. Jednak jedno z kluczowych wyzwań ... >>

Nowa metoda tworzenia potężnych akumulatorów 08.05.2024

Wraz z rozwojem technologii i coraz większym wykorzystaniem elektroniki, kwestia tworzenia wydajnych i bezpiecznych źródeł energii staje się coraz pilniejsza. Naukowcy z Uniwersytetu w Queensland zaprezentowali nowe podejście do tworzenia akumulatorów cynkowych o dużej mocy, które mogą zmienić krajobraz branży energetycznej. Jednym z głównych problemów tradycyjnych akumulatorów wodnych było ich niskie napięcie, co ograniczało ich zastosowanie w nowoczesnych urządzeniach. Ale dzięki nowej metodzie opracowanej przez naukowców udało się pokonać tę wadę. W ramach swoich badań naukowcy zajęli się specjalnym związkiem organicznym – katecholem. Okazało się, że jest to ważny element, który może poprawić stabilność akumulatora i zwiększyć jego wydajność. Takie podejście doprowadziło do znacznego wzrostu napięcia akumulatorów cynkowo-jonowych, czyniąc je bardziej konkurencyjnymi. Zdaniem naukowców takie akumulatory mają kilka zalet. Mają b ... >>

Zawartość alkoholu w ciepłym piwie 07.05.2024

Piwo, jako jeden z najpopularniejszych napojów alkoholowych, ma swój niepowtarzalny smak, który może zmieniać się w zależności od temperatury spożycia. Nowe badanie przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowców wykazało, że temperatura piwa ma znaczący wpływ na postrzeganie smaku alkoholu. Badanie prowadzone przez naukowca zajmującego się materiałami Lei Jianga wykazało, że w różnych temperaturach cząsteczki etanolu i wody tworzą różnego rodzaju skupiska, co wpływa na postrzeganie smaku alkoholu. W niskich temperaturach tworzą się bardziej piramidalne skupiska, co zmniejsza ostrość smaku „etanolu” i sprawia, że napój ma mniej alkoholowy smak. Wręcz przeciwnie, wraz ze wzrostem temperatury grona stają się bardziej łańcuchowe, co skutkuje wyraźniejszym alkoholowym posmakiem. To wyjaśnia, dlaczego smak niektórych napojów alkoholowych, takich jak baijiu, może zmieniać się w zależności od temperatury. Uzyskane dane otwierają nowe perspektywy dla producentów napojów, ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Standard 5G 10.12.2013

Bell Labs, ośrodek badawczy należący do Alcatela-Lucenta, jest przekonany, że technologie komunikacyjne piątej generacji (5G) doprowadzą do przemyślenia natury sieci komórkowych, a także sposobu, w jaki urządzenia mobilne łączą się z sieciami. Samo pojęcie „komunikacji komórkowej” zniknie wraz z przejściem na 5G – mówią inżynierowie.

Nowoczesne sieci telefonii komórkowej składają się ze stacji bazowych tworzących tzw. „komórki”, czyli tzw. obszary zasięgu. Znajdujące się obok siebie stacje bazowe tworzą obszar zasięgu sieci.

„Wierzymy, że architektura składająca się z komórek zostanie zastąpiona architekturą składającą się z urządzeń. W nowej strukturze urządzenie (maszyna lub osoba) będzie w stanie wymieniać liczne przepływy informacji przez heterogeniczne węzły komunikacyjne” – powiedział Federico, inżynier z Bell Labs. Boccardi).

Boccardi mówi o urządzeniach, które mogą się ze sobą łączyć, bo wierzy, że ich łączna liczba znacząco wzrośnie w nadchodzących latach. Takie urządzenia będą mogły samodzielnie decydować, jak i kiedy przesyłać lub odbierać informacje. Na przykład czujniki będą automatycznie przesyłać dane na serwer itp. W rezultacie struktura sieci przestanie być zorientowana na komórki, a stanie się zorientowana na urządzenia – podsumowuje badacz.

Inżynierowie wymieniają także inne możliwe zmiany. Zakłada się, że urządzenia w sieci 5G będą mogły pracować równolegle w kilku pasmach częstotliwości, wykorzystując jedno pasmo do odbioru, a drugie do transmisji danych. W rezultacie sieć komórkowa zostanie „odbudowana” na podstawie żądań każdego urządzenia mobilnego znajdującego się w jej obszarze zasięgu.

Naukowcy przewidują również, że technologia MIMO, która umożliwia jednoczesne przesyłanie i odbieranie danych za pomocą wielu anten (zwiększając w ten sposób przepustowość), szybko się rozprzestrzeni. Doprowadzi to do zwiększenia rozmiarów systemów antenowych instalowanych na dachach wieżowców.

Zobacz całość Archiwum wiadomości z nauki i techniki, nowa elektronika

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn