3 Technologien, die selbst für 2019 ungewöhnlich sind

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-16 16:01

Nukleare Mikrobatterie, das erste "Wellen"-Kraftwerk der Welt und ein U-Boot. Über diese drei ungewöhnlichen Entwicklungen erzählen wir Ihnen nun genauer.

"Ewige" Atombatterie NanoTritium

2005 begann das kanadische Unternehmen CityLabs mit der aktiven Entwicklung einer Batterie, die viele Jahre halten kann. Ingenieure gingen bei ihrer Forschung von der Entwicklung von Larry Olsen aus, die in den 70er Jahren des 20. Jahrhunderts begann. Damals schlug Olsen ein Modell für eine Radioisotopen-Energiequelle vor.

Und 2008, drei Jahre nach Arbeitsbeginn, boten CityLabs die ersten Muster des NanoTritium - einer kommerziellen P100-Batterie - "zum Verkauf" an. Seine maximale Leistung ist klein - nur fünfundsiebzig Nanowatt, verschiedene Versionen können zwischen fünfzig und dreihundert Nanoampere erzeugen. Lebensdauer - zwanzig Jahre (mit einem Plus, wie die Entwickler sagen). Die Freigabeform der P100-Batterien besteht in Form von LCC 44- und LCC68-Mikroschaltkreisen.

Im Gegensatz zu chemischen Batterien ist NanoTritium eine physikalische Energiequelle, das heißt, es enthält keine aktiven Chemikalien. Obwohl während des Betriebs Helium freigesetzt wird, liegt es in äußerst geringen Mengen vor und stellt keine toxische Gefahr dar. Auch ungefährlich für Menschen und Strahlung vor dem Zerfall von Tritium (Wissenschaftler glauben), da es sich buchstäblich wenige Millimeter von der Batterie entfernt in der Luft ausbreitet.

Das Funktionsschema der Tritiumbatterie P100

Die Basis der Batterie ist der Zerfall von Tritium (dies ist ein schweres Wasserstoffisotop, sehr selten und teuer). Die Halbwertszeit von Tritium beträgt etwas mehr als zwölf Jahre. Es wird auf zwei Arten gewonnen - durch Bestrahlung von Lithium mit einem Lithiumisotop und Neutronen oder durch die Verarbeitung von "schwerem" Wasser aus Reaktoren.

2018 stellte CityLabs die neue NanoTritium-Serie P200 vor, ein Netzteil mit Spannungen von 0,8 bis 2,4 Volt und Stromstärken von 52 bis 156 Mikroampere. Batterien können in einem Temperaturbereich von minus vierzig - plus achtzig Grad Celsius betrieben werden.

Die Anwendungen für solche Low-Power-Batterien sind eigentlich recht vielfältig: in Druck-/Umgebungstemperatursensoren, Smart-Sensoren, medizinischen Implantaten, wiederaufladbaren Lithium-Batterien, semi-passive und aktive RFID (Radio Frequency Identification), Siliziumuhren, SRAM-Speicher-Backup, Tiefsee Ölquellensensoren, Low-Power-Prozessoren (z. B. ASICs, FPGAs, MicroController-Blöcke usw.).

Pelamis Wave Power - "Seeschlangen", die Wellen fressen

Die von den Wellen der Meere und Ozeane der Erde erzeugte Energie ist enorm. Es gab sogar Wissenschaftler, die berechneten, dass es zwei Terawatt entspricht. Die genaue Zahl ist nicht so wichtig, Hauptsache, diese Ressource ist erneuerbar und hat keinen Einfluss auf die Verschlechterung der ökologischen Situation der Welt.

Schottische Ingenieure der Firma Pelamis Wave Power versuchten, diese Energie zu nutzen und bauten einen erstaunlichen Mechanismus. Die Entwicklung begann bereits 1998 – damals entstand die Idee, aber das Unternehmen fand lange Zeit nicht die nötigen Mittel für den Bau. Nach Erhalt eines Forschungsstipendiums im Jahr 2002 wurde ein Prototyp in der Pelamis Wave Power gebaut. Auf dieser Grundlage wurde 2005 mit dem portugiesischen Unternehmen Enersis ein Vertrag über den Bau des weltweit ersten „Wellenkraftwerks“unterzeichnet.

Die Basis der portugiesischen Station sind Pelamis P-750-Konverter, die jeweils einhundertvierzig Meter lang und dreieinhalb Meter "dick" sind, sie wiegen auch viel - etwa siebenhundertfünfzig Tonnen (voll beladen). Pelamis P-750 ist eine halb versenkte Struktur aus vier Abschnitten, die durch spezielle Scharniere verbunden sind. Auf den Wellen schwingend biegen sich Abschnitte der "Roten Meeresschlange" an diesen Angeln.

Jeder Umrichter verwendet drei Energieumwandlungsmodule. Sie bestehen aus einem komplexen geschlossenen Hydrauliksystem, in dem Hydraulikkolben Öl pumpen und elektrische Generatoren zur Drehung zwingen. Es ist auch notwendig, Konverter mit Bedacht zu platzieren - wo mehr Wellen sind, dort, wo sie stärker schwingen, erzeugen Pelamis mehr Strom.

Im Herbst 2008 produzierte vor der Nordwestküste Portugals, in der Nähe von Povua de Varzima, das Kraftwerk Agucadoura Wave Farm den ersten Strom, der den Wellen „entnommen“wurde. Die Spitzenleistung eines "Schlangen"-Umrichters Pelamis P-750 beträgt 750 kW. Das portugiesische Kraftwerk verfügt über drei Installationen. Berechnungen zufolge sind sie also in der Lage, bis zu zweieinhalb Megawatt zu liefern (ich muss sagen, dass jede Anlage beim Start im Durchschnitt einhundertfünfzig Kilowatt oder vierhundertfünfzig zusammen produzierte).

Das weitere Schicksal dieser unglaublichen Installation ist traurig. Nach zwei Monaten im Betrieb wurde es getrennt und an Pelamis Wave Power zurückgeschickt, um die Gelenklagerprobleme zu beheben. Gleichzeitig war Babcock & Brown (Gründer von PWP) aufgrund finanzieller Schwierigkeiten gezwungen, einen externen Manager einzustellen. Das Pelamis-Projekt wurde offiziell geschlossen.

PS. Dies ist jedoch nicht das Ende der Geschichte. Nachdem im Oktober 2016 ein chinesisches Unternehmen ein ähnliches Produkt der Seeschlange vorgestellt hatte, spekulierten ehemalige Mitarbeiter von Pelamis Wave Power über Wirtschaftsspionage: Nach einem Besuch einer chinesischen Delegation im Jahr 2011 fehlten mehrere Laptops im Firmengebäude.

Nun, noch eine Technologie, eher als Unterhaltung:

Erstaunliche Necker Nymphe "fliegt" unter Wasser

Stellen Sie sich vor - ein Gerät, das einem Leichtmotorflugzeug ähnelt und sanft auf den Wellen schaukelt. Und dann sorgt der Pilot dafür, dass seine Passagiere in ihren Sitzen sitzen, beschleunigt ihn und zwingt ihn zum "tauchen" … Und immer weiter entfernt er ihn von der glitzernden Wasseroberfläche, hin zu einer unvergesslichen Unterwasserreise.

Ein solches Gerät existiert tatsächlich. Sein Name ist Necker Nymph, das erste Unterwasserfahrzeug dieser Art. Das Design hat ein offenes Cockpit, besitzt einen positiven Auftrieb und verwendet vor allem nicht die übliche Methode (Ballast) zum Tauchen, sondern die "aerodynamischen" Eigenschaften der Flügel.

An Bord können drei Personen sein – ein „Pilot“und zwei „Passagiere“. Sie sind wie bei Rennwagen durch Verkleidungen vor dem einströmenden Wasser geschützt – spezielle „Windschutzscheiben“, die den Druck des Wasserstroms entlasten. Mehr Panoramablick aus einem offenen Cockpit ist kaum vorstellbar! Die Steuerung erfolgt durch den Piloten über einen Joystick.

Der Joystick steuert Neigen, Rollen und Gieren, und der Gashebel steuert die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung. Ein Flug- und Navigationscomputer (FAN-C), ähnlich denen, die in modernen Kampfflugzeugen verwendet werden, überwacht Geschwindigkeit und Tiefe und hält das Tauchen innerhalb vorgegebener Grenzen. Das Schiff ist außerdem mit einem dreifach redundanten Lebenserhaltungssystem ausgestattet und kehrt im Falle einer Fehlfunktion automatisch an die Oberfläche zurück.

Die Dauer des Tauchgangs beträgt zwei Stunden (so viel Luft in den Tauchflaschen), die maximale Tiefe beträgt etwa dreißig Meter, die minimale Geschwindigkeit unter Wasser beträgt etwa zwei km / h (etwas mehr als ein Knoten), die maximale beträgt etwa elf km/h (sechs Knoten). Abmessungen Necker Nymphe: 4, 6x3, 0x1, 2 m, Gewicht siebenhundertfünfzig kg.

Hawkes Ocean Technologies (HOT) begann in den späten 1990er Jahren mit der Entwicklung dieser Art von Apparaten, als die DeepFlight-Tauchboote keinen Ballast zum Eintauchen verwendeten, sondern den von den Flügeln erzeugten "negativen Auftrieb" nutzten. Die Necker Nymph wurde auch unter dem Codenamen DeepFlight Merlin entwickelt.

Der Besitzer dieses erstaunlichen Geräts ist der Chef der Virgin Group, Richard Branson, und Graham Hawkes hat es entworfen und hergestellt. Die Kosten für das Gerät betragen 670.000 US-Dollar.