XCOD.INFO

Японская промышленная компания Shimizu Corp предложила построить самую большую в мире солнечную электростанцию. Причем, в планы компании входит сооружение действительно грандиозной установки, правда сооружение электростанции будет возможно примерно лет через двадцать. Вряд ли раньше.

Дело в том, что компания предлагает построить солнечную электростанцию на Луне, точнее опоясать весь лунный экватор, длина которого составляет около 11 000 километров, солнечными панелями. Передавать генерируемую электрическую энергию на Землю планируется при помощи направленных лазерных лучей или за счет такого же направленного микроволнового излучения.

В теории этот проект выглядит отлично: сотни тысяч панелей работают в режиме 24/7, получают прямой доступ к солнечному свету, так как у Луны нет атмосферы, в космосе КПД работы солнечных батарей должен вырасти как минимум вдвое. Есть лишь две проблемы: первая - как доставить сотни тысяч панелей на Луну и установить их там, вторая - как точно доставлять энергию с Луны на Землю, не “потеряв” значительную ее часть по дороге, которая составляет 364 000 километров.

В Shimizu говорят, что инженеры компании в сотрудничестве с рядом японских технических университетов сейчас прорабатывают проект под кодовым названием Luna Ring. Рабочий сценарий проекта выглядит следующим образом: на Луну высаживается группа астронавтов, которые принимают космические грузовики с панелями и роботами. Машинам предстоит заняться монтажом и обслуживанием панелей, тогда как команде астронавтов предстоит лишь наблюдать за правильностью хода действий и помогать роботам по необходимости.

Основная масса панелей будет управляться операторами с Земли, лунные резиденты будут лишь проводить необходимые механические операции. По словам инженеров Shimizu, как только на Луне появится электроэнергия, спутник нашей планеты оживет. Здесь появится возможность получать воду, использовать минеральные ресурсы для строительства и производства различных материалов.

На начальном этапе компания предлагает построить массив панелей шириной в несколько километров и длиной в 400 километров, причем построить его на обратной стороне Луны, которая постоянно находится под солнечными лучами. Связать панели можно будет при помощи обычных силовых кабелей или оптических систем. После того, как электричество начнет генерироваться, его планируется передавать при помощи больших антенн, а получать при помощи специальных ресиверов на Земле.

Поверхность новой солнечной батареи под микроскопом (фото Caltech/Michael Kelzenberg).

Опытный прототип эффективной солнечной батареи, содержащей примерно в 50-100 раз меньше кремния, чем классическая, да к тому же батареи гибкой удалось получить благодаря “свежему” сочетанию известных материалов и хитроумному структурированию ячейки. Несколько таких образцов построены в Калифорнийском технологическом институте (Caltech).

Новый массив поглощает до 96% солнечных лучей на одной из длин волн и солидные 85% от всего падающего солнечного света. Это рекорд для материалов, созданных специально для повышения доли света, “съедаемого” фотоэлектрическим преобразователем. Как отмечает один из авторов разработки, Гарри Этвотер (Harry Atwater), многие материалы хорошо поглощают свет (чёрная краска хотя бы), но они не генерируют ток.

В данном случае за великолепным захватом падающих лучей следует и генерация носителей заряда. Опыт также показал очень высокие внешнюю и внутреннюю квантовую эффективность использованного полупроводника при поглощении им фотонов, иными словами — прототип батареи обладает всеми задатками, чтобы при должной доводке показать очень высокий суммарный КПД.

Но что удивительнее всего, в ряде построенных образцов такое эффективное поглощение работало при том, что собственно кремниевое покрытие занимало лишь от 2% до 10% общей площади батареи (а в основном — менее 5%), равно как и менее 5% от объёма рабочего слоя. Практически всё остальное в новой системе занимает простой прозрачный полимер. Секрет такого “чуда” — в целой армии микроскопических колонн (или проводков) из кремния, установленных перпендикулярно основанию панели.

Сама идея структурирования поверхности солнечной ячейки на микро- и даже наноуровне для радикального роста усвоения света — не нова. В 2007 году с этой целью учёные построили “Наноманхэттен” из углеродных нанотрубок, а в 2008-м многослойное покрытие из “лесов”, “деревья” в которых представляли собой наностержни из диоксида титана.

Однако, авторы новой работы довели проект такого рода до совершенства. Они поставили множество опытов с разными параметрами “колонн” (остановились на диаметре 1 микрометр при длине 30-100 мкм) и расстоянии между отдельными “колоннами”. Учёные выяснили, что выгодно не сближать микропроводки слишком тесно — прозрачное пространство между ними хорошо работает на многократную трансляцию лучей — те фотоны, что не поглощаются кремниевыми стержнями, отражаются не вверх, а в стороны — на многочисленные соседние “колонны”.

Кроме того, оказалось, что новая батарея лучше воспринимает свет, падающий под самыми разными углами, нежели батарея классическая, чувствительная к точному нацеливанию на Солнце.

Пока технология апробирована только на совсем крошечных образцах (поперечником в десяток миллиметров). Следующим шагом исследователей будет построение аналогичных преобразователей более крупного размера и их тестирование.

Материал предоставлен интернет-журналом MEMBRANA (www.membrana.ru)

Питающиеся неосязаемым способом бытовые приборы, освобождённые от электрических проводов, не первый раз будоражат умы изобретателей. Но именно теперь специалисты подошли к тому, чтобы научить серийные пылесосы, торшеры, телевизоры, автомобили, имплантаты, мобильные роботы и лэптопы эффективно и безопасно получать ток из беспроводного источника.

Недавно команда учёных из Массачусетского технологического института (MIT), возглавляемая Марином Солячичем (Marin Soljačic), совершила очередной шаг на пути превращения технологии беспроводного электричества из лабораторного “фокуса” в пригодную для тиражирования технологию. Совершенно неожиданно они обнаружили эффект, позволяющий поднять КПД передачи. Но прежде чем рассказать о новом эксперименте, стоит сделать отступление.

В качестве переносчика энергии в данном случае используется ближнее магнитное поле, осциллирующее с высокой частотой в несколько мегагерц. Для переброски необходимы две магнитные катушки, настроенные на одинаковую частоту резонанса. Перекачку энергии между ними учёные сравнивают с разрушением резонирующего стеклянного бокала, когда он “слышит” звук строго определённой частоты.

В результате взаимодействия катушек и получается то, что было названо “Беспроводным электричеством” (WiTricity). Кстати, слово это — торговая марка, которая принадлежит одноимённой корпорации, основанной Солячичем и рядом его коллег из MIT. Корпорация указывает, что данный термин применим только к её технологии и к продуктам, созданным на её основе. Большая просьба – не использовать “уайтрисити” как синоним беспроводной передачи энергии вообще.

Изобретатели также просят не путать WiTricity с передачей энергии посредством электромагнитных волн: мол, новый метод — “неизлучающий”.

И ещё несколько важных “не”, указанных создателями. WiTricity — не аналог трансформатора с разведёнными на несколько метров обмотками (последний в таком случае перестаёт работать). Это не улучшенная электрическая зубная щётка: она хоть и умеет заряжаться без электрического контакта, но всё равно требует помещения в “док-станцию” для сближения передающей и приёмной индуктивных катушек до расстояния в миллиметр. “Уайтрисити” – не микроволновка, способная поджарить живой объект, поскольку пульсирующее магнитное поле, работающее в системе WiTricity, на человека не влияет. Наконец, “Беспроводное электричество” – даже не “таинственная и ужасная” башня Теслы (Wardenclyffe Tower), при помощи которой великий изобретатель намеревался продемонстрировать передачу энергии на большое расстояние.

Первый опыт по беспроводной передаче энергии методом WiTricity на 60-ваттную лампочку, удалённую на два с лишним метра от источника, Марин и его коллеги провёли в 2007 году. КПД был невелик – порядка 40%, зато уже тогда изобретатели указывали на ощутимый плюс новинки — безопасность.

Применяемое в системе поле в 10 тысяч раз слабее, чем то, что царит в сердцевине магнитно-резонансного томографа. Так что ни живые организмы, ни медицинские имплантаты, ни кардиостимуляторы и прочая чувствительная техника такого рода, ни бытовая электроника почувствовать на себе действие этого поля не могут.

Теперь же Солячич и его соратники открыли, что на КПД системы WiTricity влияют не только размер, геометрия и настройка катушек, а также дистанция между ними, но и число потребителей. Парадоксально, на первый взгляд, однако два приёмных прибора, размещённые на расстоянии от 1,6 до 2,7 метра по обе стороны от передающей “антенны”, показали на 10% лучший КПД, чем в случае если связь осуществлялась только между одним источником и потребителем, как было в предыдущих опытах.

Причём улучшение прослеживалось независимо от того, каков был КПД для пар передатчик-приёмник по отдельности. Учёные предположили, что при дальнейшем добавлении новых потребителей КПД будет ещё повышаться, хотя пока не вполне ясно — насколько. (Детали эксперимента раскрывает статья в Applied Physics Letters.)

Передающая катушка в новом эксперименте насчитывала площадь в 1 квадратный метр, а приёмные — всего по 0,07 м² каждая. И это тоже интересно: громоздкость “приёмников” в прежних опытах ставила под сомнение желание производителей техники снабжать такими системами свою аппаратуру — едва ли вам понравился бы самозаряжающийся ноутбук, блок WiTricity которого по размеру сопоставим с самим компьютером.

Справа: по мнению авторов системы, одна катушка на потолке может снабжать энергией все приборы и устройства в комнате – от нескольких светильников и телевизора до ноутбука и DVD-проигрывателя (иллюстрация WiTricity).

Но главное – эффект улучшения общего КПД при одновременной работе с несколькими потребителями означает зелёную улицу для голубой мечты Солячича — дома, заполненного разнообразной техникой, получающей питание из невидимых “неизлучающих излучателей”, спрятанных в потолках или стенах комнат.

А может быть, и не только в комнатах, но и в гараже? Конечно, зарядить электромобиль можно и обычным способом. Но прелесть WiTricity в том, что ничего никуда не нужно подключать и даже помнить об этом — теоретически машину можно научить самой по прибытию в гараж (или на автостоянку компании) посылать “запрос” системе и подпитывать аккумулятор от магнитной катушки, уложенной в полу.

Кстати, в некоторых экспериментах специалисты WiTricity довели мощность передачи до трёх киловатт (а начинали, напомним, с 60-ваттной лампочки). КПД же варьируется в зависимости от целого набора параметров, однако, как утверждает корпорация, при достаточно близких катушках он может превышать 95%.

Нетрудно догадаться, что перспективный метод передачи электроэнергии на несколько метров без проводов и необходимости в прицеливании каких-нибудь “силовых лучей” должен заинтересовать широкий спектр компаний. Некоторые уже работают в этом направлении самостоятельно.

Например, отталкиваясь от принципов, обоснованных и испытанных Солячичем и его коллегами, Intel ныне развивает свою модификацию резонансной передачи электроэнергии — Wireless Resonant Energy Link (WREL). Ещё в 2008 году компания достигла на данном поприще блестящего результата, продемонстрировав “магнитную” передачу тока с КПД 75%.

Собственные опыты, воспроизводящие эксперименты физиков из Массачусетского технологического, ставит сейчас и Sony.

Однако Солячич уверен, что его инновация не затеряется среди продукции коллег-конкурентов. Ведь именно первооткрыватели технологии больше всех набили с ней шишек и готовы к углублённому её изучению и совершенствованию. Скажем, настройка даже пары катушек не так проста, как кажется на поверхностный взгляд. Учёный несколько лет подряд ставил опыты в лаборатории, прежде чем построил систему, которая работает действительно надёжно.

“Беспроводное электричество”, по словам его авторов, изначально задумывалось как OEM-продукт. Потому в будущем можно ожидать появления данной технологии в товарах других компаний.

И пробный шар в сторону потенциальных потребителей уже запущен. В январе в Лас-Вегасе на выставке CES 2010 китайская компания Haier показала первый в мире полностью беспроводной HDTV-телевизор. На его экран по воздуху передавался не только видеосигнал с проигрывателя (для чего применялся официально родившийся буквально месяцем раньше стандарт Wireless Home Digital Interface), но и электропитание. Последнее обеспечивала именно технология WiTricity.

А ещё компания Солячича ведёт переговоры с производителями мебели об установке катушек в столы и стены шкафов. Первое объявление о серийном продукте партнёра WiTricity ожидается к концу 2010 года.

Вообще же специалисты предсказывают появление на рынке настоящих бестселлеров — новых продуктов со встроенным приёмником WiTricity. Причём никто ещё не может уверенно сказать — что это будут за вещи.

Любопытно, что история WiTricity началась несколько лет назад с ряда досадных пробуждений Марина. Несколько раз в течение месяца его будил сигнал разряженного телефона, просящего “поесть”. Забывавший вовремя подключить мобильник к розетке учёный удивлялся: разве не смешно, что телефон находится в нескольких метрах от электрической сети, но не в состоянии получить эту энергию. После очередного пробуждения в три часа ночи Солячич подумал: было бы здорово, если б телефон смог позаботиться о своей зарядке сам.

Заметим, речь сразу пошла не о новом варианте “ковриков” для зарядки карманных приборов. Такие системы работают, только если устройство положить непосредственно на “коврик”, а это ведь для забывчивых людей ничуть не лучше, чем необходимость просто втыкать проводок в розетку. Нет, телефон должен был получать электроэнергию в любом месте комнаты, а то и квартиры, и не важно, бросили ли вы его на столе, диване или подоконнике.

Тут обычная электромагнитная индукция, направленные микроволновые лучи и “осторожные” инфракрасные лазеры — не годились. Марин взялся за поиск других вариантов. Едва ли он тогда мог подумать, что через некоторое время пищащий и “голодный” телефон приведёт его к созданию собственной компании и появлению технологии, способной “делать заголовки” и, что куда важнее, заинтересовать промышленных партнёров.

Добавим, что о принципах, истории и будущем WiTricity некогда довольно подробно рассказал исполнительный директор корпорации Эрик Гилер (Eric Giler).

Ученым из Стенфордского университета удалось сделать батарейки из ткани. В качестве основных элементов таких батареек выступают самые обыкновенные хлопок и полиэстер. Разработчики говорят, что созданные ими батарейки внешне не отличимы от обычной ткани, они очень гибкие, полностью химически безопасные и легкие.
По словам авторов, сообщивших о своей разработке в научном журнале Nano Letters, созданные ими батарейки представляют собой развитие концепции так называемой “носимой электроники”. К “носимой электронике” относятся электронные устройства, которые интегрируются прямо в одежду. Ранее производители уже показывали одежду со встроенными плеерами, системами освещения, датчиками дождя и встроенными средствами навигации и спутниковой связи.

Созданные “текстильные батарейки” основаны на том подходе, что тонкие нити, присутствующие в ткани, представляют собой проводники и конденсаторы для хранения и передачи электрического тока. Ранее эта же команда исследователей работала над созданием элементов питания из обыкновенной бумаги, соли и тонкой металлической прослойки. Здесь также был достигнут определенный успех и ученые сейчас ищут инвестора, готового вложиться в проект создания бумажных батареек.

Стенфордские исследователи говорят, что использовать их батарейки можно не только в одежде, но и в гибкой электронике, например, прозрачных гибких дисплеях. По словам разработчиков, основной секрет их батареек в том, что в тканях используются не только растительные волокна, но и углеродные нанотрубки, придающие необходимые электрические свойства ткани. Именно нанотрубки удерживают в текстиле заряд, кроме того именно при помощи них текстильные батарейки можно интегрировать с теми или иными электронными устройствами.

Материал предоставлен информационным порталом Сайберсекьюрити Ру

По данным исследования, проведенного Институтом энергетики Европейского Союза, стоимость установки и владения набором солнечных панелей для бытовых нужд домохозяйств снижается быстрее, чем говорилось в самых смелых прогнозах экспертов прошлых лет. Специалисты, подготовившие доклад говорят, что падает цена солнечных панелей, а вот их выработка энергии, продолжительность работы и другие полезные характеристики улучшаются.

Вместе с тем, специалисты признают, что хоть солнечная энергетика - это в большинстве случаев дело выгодное, все же начальные инвестиции, необходимые для обустройства домохозяйства экологически чистой электроэнергией, достаточно высоки, поэтому пока многие отказываются от использования панелей, предпочитая традиционные методы электроснабжения.

Европейские эксперты говорят, что при сохранении нынешних темпов развития солнечной отрасли, выгодным для большинства покупателей вложением средств солнечные батареи станут после 2020 года. В докладе отмечается, что сейчас бурно солнечная энергетика развивается в таких европейских странах, как Германия, Испания и Италия. Здесь стоимость средней солнечной панели только за прошедший год упала примерно на треть. Падению способствовала рецессия и растущие объемы промышленных закупок.

Руководитель европейского института Хайнц Оссенбринк говорит, что видит огромный потенциал для развития солнечных электростанций на большей части США, а также в Индии и Китае. К слову сказать, США и Китай уже ведут строительство супер-электростанций, работающих за счет солнечных панелей и готовых обеспечить электричеством небольшой город со всей его инфраструктурой. Эксперты также предсказывают значительное падение цен и на промышленные солнечные панели.

В докладе европейские специалисты попытались спрогнозировать ситуацию с солнечной энергетикой до 2030 года. При любых сценариях развития эксперты убеждены, что через 5-7 лет можно будет ожидать бума инсталляций солнечных панелей в бытовом секторе. Более того, энергетики уверены, что в быту будут популярны установки многоцелевого характера. К примеру, панели, способные генерировать свет за счет фотоэлектрических эффектов, отдавать тепло, набираемое за счет воздействия солнечного света, на обогрев воды и зданий, а также выполнять другие сопутствующие операции.

Исследователи уверены, что бум солнечной энергетики для южных частей Европы придется на 2020-2025 годы, тогда как для северной - на 2030 год. Различия объясняются климатическими особенностями - в северных странах более плотная облачность. quot;Чем дальше мы смотрим в своих прогнозах, тем более дешевой и эффективной мы видим солнечную энергетикуquot;, - говорит Оссенбринк.

“За последние пять лет в солнечной энергетике уже был совершен прорыв. Масштабные программы реализуются во многих странах Европы, фактически можно говорить о создании новой отрасли в мировой экономике”, - уверен эксперт. “Сложно сказать, когда солнечное электричество станет таким же дешевым, как и традиционное, но можно сказать с уверенностью, что бесплатной энергетика не будет никогда”.

Материал предоставлен информационным порталом Сайберсекьюрити

Пузыри ионной жидкости в минеральном масле. Лишь в последнее время её производство понемногу начало принимать промышленные масштабы, а цена таких составов стала снижаться. По мнению американских изобретателей, это и должно открыть дорогу аккумуляторам невиданной ранее ёмкости (фото John Wilkes).

Министерство энергетики США (DOE) выделило грант в $5,13 миллиона молодой аризонской компании Fluidic Energy на постройку прототипов долговечных металло-воздушных батарей с удельной ёмкостью на порядок большей, чем у литиево-ионных аккумуляторов.

Новые батареи будут использовать в качестве анода металл (как вариант — цинк), который в ячейке должен окисляться кислородом из воздуха, а при заряде батареи — обратно восстанавливаться.

Однако в отличие от прежних электрохимических батарей на базе цинка в новом роль электролита должен играть не водный раствор, а ионная жидкость. Соответственно, новый тип аккумулятора получил название Metal-Air Ionic Liquid Battery.

Основатель Fluidic Energy Коди Фризен (Cody Friesen), профессор университета Аризоны, утверждает, что применение ионной жидкости снимет главную проблему перезаряжаемых цинковых элементов — испарение и деактивацию электролита.

Среди ионных жидкостей есть такие, что остаются в жидком состоянии как на приличном морозе, так и при температуре выше точки кипения воды. Кроме того, у них выше электрохимическая стабильность, чем у воды, так что такие ячейки можно заряжать до более высокого напряжения.

Вместе с тем команда Фризена разработала для своей ячейки высокопористый электрод с размерами пор до 10 нанометров, который хорошо удерживает цинк, мешая ему формировать дендриты, способные привести к короткому замыканию.

Главное же в исследовании компании: поиск ионной жидкости с подходящими параметрами. Она должна не только “по электрохимии” соответствовать требованиям к новой батарее, но и выпускаться в достаточном количестве и по приемлемой цене.

У команды Коди есть несколько хороших претендентов, опробованных на опытах, и теперь компания работает над сведением в едином устройстве всех экспериментальных наработок, что появились у неё за последние четыре года.

В результате же, по словам главы Fluidic Energy, на свет появится перезаряжаемая электрохимическая ячейка с феноменальной удельной ёмкостью от 900 до 1600 ватт-часов на килограмм, да ещё и с ценой немногим большей, чем у свинцово-кислотных батарей, то есть втрое ниже, чем у аккумуляторов литиевых.

Если Фризену удастся сдержать своё обещание и достичь на практике верхней планки, это будет означать, к примеру, что пятиместный электромобиль сможет проехать 1000 километров на одном заряде аккумулятора, весящем всего 100 кг.

Читайте также о первом перезаряжаемом от сети воздушно-цинковом аккумуляторе, о литиево-кислородной батарее и расплавленном аккумуляторе.

Высокотехнологичные мембраны на основе сверхтонких пленок находят все более широкое применение во всем мире. В Германии разработка таких мембран наиболее активно ведется в Институте изучения полимеров при Научно-исследовательском центре GKSS в городке Гестхахт на севере страны. Здесь были созданы мембраны самого разного назначения - и для фильтрации сточных вод, и для опреснения морской воды, сообщает Deutsche Welle.

Сейчас усилия здешних ученых сосредоточены на разработке мембраны для очистки дымовых газов теплоэлектростанций. “Перед вами рулоны с образцами этих мембран, - говорит профессор Клаус-Виктор Пайнеман, - Ширина около 70 сантиметров. В общем-то, похоже на обои. Но это мембрана, состоящая из 4-х слоев”.

В экспериментальном цехе института на специальных штативах развешаны образцы продукции. “Главную функцию выполняет верхний слой, - продолжает пояснения профессор Пайнеман. - Его толщина составляет всего полмикрометра, но именно он и осуществляет собственно очистку. Все остальное - для механической прочности, чтобы мембрану можно было скатывать в рулон, приклеивать, сваривать и так далее”.

Исследователи надеются, что их детище со временем позволит сделать более экологичными работающие на газе или угле теплоэлектростанции: извлечение из их выбросов углекислого газа и его последующее захоронение ослабит парниковый эффект. Важная особенность разрабатываемой мембраны состоит в том, что - в отличие, скажем, от тех всем известных фильтров, что используются в электрокофеварках, - в ней вообще нет пор.

“Это связано с тем, что речь здесь уже не идет о механической фильтрации с помощью мелкопористого сита, здесь работает совершенно иной механизм, - говорит профессор Пайнеман. - Газы просто растворяются в материале мембраны точно так же, как они растворяются в воде. У воды ведь тоже нет пор, но она прекрасно поглощает и углекислый газ, и кислород, потому что оба эти соединения хорошо в ней растворяются. Именно с таким расчетом мы и разрабатываем материал для нашей мембраны: он должен иметь высокое химическое сродство к тому газовому компоненту, который мы хотим отфильтровать. Здесь имеют место только два процесса: растворение и диффузия”.

Иными словами, если дымовые газы направить под давлением вдоль такой мембраны, углекислый газ будет из них как бы высасываться. Прототип устройства представляет собой цилиндр длиной 30 сантиметров и толщиной в руку. “Здесь несколько штуцеров для присоединения трубопроводов, - говорит профессор Пайнеман. - Это вход, сюда должны поступать дымовые газы от теплоэлектростанции; очищенные газы выходят с другой стороны; а отсюда удаляется накапливающийся углекислый газ”.

Внутри устройства размещаются примерно 10 квадратных метров белой пленки, сложенной и сваренной таким образом, что она образует около сотни кармашков. “Это выглядит как система каналов, - поясняет профессор Пайнеман, - очень извилистый лабиринт. В результате время контакта газа с мембраной оказывается довольно значительным”.

За последние полтора года в мире было создано как минимум две различных технологии, позволяющих передавать электричество без проводов - буквально по воздуху. В основе обеих разработок лежит физическое свойство магнитного резонанса. В Sony сегодня представили прототип коммерческой разработки на базе одной из технологий. В компании говорят, что в принципе питать телевизор током можно и по старинке - через кабель, но организовать безкабельное подключение куда эффектнее и эстетичнее.

По словам пресс-службы Sony, созданный прототип системы питания может передавать достаточно электричества для питания жидкокристаллического 22-дюймового телевизора. В тестах компания показала, что система способна передавать без проводов переменный ток на 100 вольт на расстояние в 50 см.

“Технология работает за счет свойства магнитного резонанса. Питание обеспечивается за счет взаимодействия двух индукционных катушек, каждая по 40 см в поперечнике. Между двумя катушками создается магнитное поле. Условная первичная катушка инициирует заряд и производит поле, вторая принимает электроны, завершая передачу”, - рассказали в компании.

Обе катушки должны быть настроены на одну и ту же частоту резонанса для передачи. В будущих версиях устройств компания обещает убрать непременное требование синхронизации, уменьшить размеры катушек и увеличить расстояние их взаимодействия.

Одним из самых серьезных недостатков системы является высокий процент затухания - почти 20%, то есть их 100% электричества переданного первой катушкой, до второй доходит лишь 80%. Кроме того, в компании говорят, что обе катушки должны беспрепятственно “видеть” друг друга. В принципе, между ними можно разместить како-либо предмет, но он будет нагреваться и может загореться.

Инженеры НАСА ведут разработки нового поколения ядерных реакторов, размеры которых не будут превышать ведро средних размеров. Использовать такие реакторы планируется во время будущих полетов на Марс и освоения этой планеты. В ведомстве говорят, что пока у них нет таких реакторов, но есть несколько ключевых для реакторов технологий.

Ученые говорят, что ядерные мини-реакторы действительно могут стать неплохим подспорьем в исследовании других миров, так как могут обеспечить колонизаторов достаточными объемами дешевой энергии. Напомним, что согласно сегодняшним планам НАСА планирует в 2020 году начать строительство лунной базы постоянного пребывания, а к 2030 году отправить астронавтов на Марс.

На первом этапе новой программы использовать компактные ядерные реакторы планируется на лунных базах. В разработке подобных источников энергии также заняты и физики-ядерщики из Министерства энергетики США. Здесь ученые говорят, что мини-реакторы будут выделять тепло и электричество, оба этих ресурса незаменимы в процессе пребывания людей на других планетах.

Сейчас в НАСА создают прототип реактора Sterling, который будет генерировать целых 40 киловатт электричества. Это может хватить для поддержки на начальном этапе всей лунной базы. На Земле такой реактор мог бы питать энергией сразу 6-8 частных домов.

Гленн Паллак, руководитель проекта разработки мини-реакторов, говорит, что недавно в НАСА был создан панельный прототип реактора, способный работать в вакууме и при температуре минус 125 градусов. По форме прототип реактора напоминает обычный отопительный радиатор, его ширина около 170 см, длина - чуть менее 2 метров. По словам Паллака, точно такие же, но чуть более компактные реакторы будут использоваться в миссиях на Луну.

На втором этапе разработок ученым предстоит создать такую структуру реактора, чтобы через его двигатель мог проходить жидкий металл, грея попутно всю конструкцию. На третьем этапе исследователи проверят работы действующего реактора в условиях радиации, мощность которой в 20 раз будет превышать нормальный радиационный фон на Земле.

Согласно сегодняшним планам рабочую мини-установку в земных условиях НАСА планирует получить в 2012-2013 годах.

Группа ученых из Национального института стандартов и технологий (США) показала, что свойства поверхности электрода, используемого при изготовлении органических фотогальванических элементов, оказывают значительное влияние на их характеристики.

Органический солнечный элемент в разрезе. Желто-коричневым выделен полимер, синим — фуллерен. (Иллюстрация NIST.)

Идея использования органических молекул для выработки тока под воздействием света привлекает специалистов тем, что солнечные элементы такого типа оказываются значительно дешевле и проще в применении, чем традиционные полупроводниковые. Распространение этой технологии сдерживают два важных фактора: невысокая — менее шести процентов — эффективность преобразования и малый (несколько тысяч часов) срок службы. «Считается, что коммерческие перспективы органических солнечных элементов зависят от того, сумеют ли они достичь десятипроцентной эффективности при одновременном увеличении расчетного ресурса до 10 тысяч часов, — говорит один из участников исследования Дэвид Гермак (David Germack). — А для того чтобы выполнить эти условия, необходимо разобраться, какие внутренние процессы влияют на свойства материала».

Авторы сосредоточили свое внимание на наиболее часто встречающемся типе элементов (см. рис.), действующим веществом которых является смесь полимера, поглощающего излучение с выделением электронов, и фуллерена, эти электроны «собирающего». При нанесении такой смеси на поверхность она твердеет и образует пленку, в толще которой формируются полимерные и фуллереновые «каналы». В идеале эти токопроводящие структуры должны достигать краев пленки; если же между нижним краем и полимерами образуется преграда из молекул фуллерена, эффективность устройства падает.

Воспользовавшись методами исследования околокраевой тонкой структуры рентгеновского поглощения (так называемой NEXAFS-спектроскопии), ученые выяснили, что при определенных условиях поверхность электрода начинает отталкивать молекулы фуллерена вглубь пленки, что сразу повышает эффективность; электрические свойства контакта при этом также изменяются в лучшую сторону. «Мы выделили основные параметры, на оптимизацию которых необходимо обращать особое внимание изготовителям солнечных элементов, — заключает г-н Гермак. — Теперь мы знаем, что происходит на краях; осталось изучить процессы в объеме пленки».

Полная версия отчета исследователей опубликована в журнале Applied Physics Letters.

Подготовлено по материалам Национального института стандартов и технологий.