Technologia

Nowinki techniczne

Numer 7/2020
Elektrownia termalno-solarna Ivanpah (pustynia Mojave, USA). Elektrownia termalno-solarna Ivanpah (pustynia Mojave, USA). Brett Beyer / Shutterstock
Carqon – zaprojektowany w Holandii rower elektryczny do przewożenia dzieci.Carqon/materiały prasowe Carqon – zaprojektowany w Holandii rower elektryczny do przewożenia dzieci.

Ciekawy projekt roweru elektrycznego

Rowery są już stałym elementem transportu miejskiego. Czasami widzimy też na naszych ulicach pojazdy z przyczepką do przewożenia dzieci. Tego typu konstrukcje mają jednak dość istotne wady: dzieci znajdują się z tyłu, więc rowerzysta ma ograniczoną możliwość ich obserwacji, ale przede wszystkim jazda z pasażerami wymaga zdecydowanie większego wysiłku. Na pewno wielu rodziców zainteresuje zatem Carqon, zaprojektowany w Holandii rower elektryczny do przewożenia dzieci. W tym przypadku wyeliminowano wymienione wady. Elektryczne wspomaganie pozwala odpocząć mięśniom, a dzieci znajdują się z przodu, w zasięgu wzroku rowerzysty. Jak się szybko okazało, hitem stały się boczne drzwi, które pozwalają dzieciom na samodzielne wejście do pojazdu. Co ważne, siedzenia dla maluchów wyposażono w pasy bezpieczeństwa. Zasięg na baterii jest imponujący – 120 km. Niestety, Carqon ma też jedną istotną wadę – cenę. W najprostszej wersji kosztuje 5 tys. euro, podczas gdy najdroższa to już wydatek 6,5 tys. euro.

Niemal zeroemisyjny silnik Diesla

Silniki Diesla uznawane są za wyjątkowo zanieczyszczające środowisko naturalne. Inżynierowie z Southwestern Research Institute (USA) zaprezentowali właśnie zupełnie nowy model takiego napędu, który zapowiada przełom i niewykluczone, że pozwoli zmienić złą opinię o dieslu. Jednym z najważniejszych problemów związanych z motorami tego typu jest to, że emitują one spaliny o dużej zawartości tlenków azotu. Związki te są ekstremalnie niebezpieczne dla zdrowia, dlatego na całym świecie trwają prace nad zmniejszeniem ich emisji do środowiska. Amerykański stan Kalifornia zamierza zmniejszyć ją o 90% do 2024 r. Badacze z instytutu postawili sobie za zadanie osiągnięcie tego celu w trzech etapach. Pierwszy polegał na oszacowaniu możliwości zmniejszenia emisji, drugi to stworzenie systemu pomiaru zanieczyszczeń w trakcie biegu jałowego silnika. Aktualnie wdrażany jest trzeci etap, w którego ramach testuje się zmiany w systemie wtryskiwaczy paliwa, ale przede wszystkim w układzie oczyszczania spalin. W nowej konstrukcji wykorzystywano roztwór mocznika (znany pod nazwą AdBlue), który reaguje z tlenkami azotu w spalinach i przetwarza je w obojętny azot oraz wodę.

Jak sterować magnetycznymi rzęskami

Niektóre proste organizmy zwierzęce, np. pantofelek, poruszają się dzięki pokrywającym ich ciało rzęskom. Rzęski, podobnie jak zespół wioślarzy, pozwalają na całkiem sprawne przemieszczanie się i zdobywanie pożywienia. I jak to często bywa, próbujemy kopiować rozwiązania stworzone przez naturę do własnych celów. W tym przypadku chodzi głównie o zaprojektowanie prostego systemu napędu mikrorobotów. Zadaniem tym zajął się zespół badaczy z dwóch amerykańskich uczelni – North Carolina State University oraz Elon University. Stworzone przez nich rzęski są strukturami magnetycznymi zachowującymi pewną pamięć kształtu. Pozwala to na wykorzystanie prostych magnesów trwałych do odpowiedniego ustawienia i zablokowania rzęsek. Powrót do pierwotnego ułożenia dokonuje się za pomocą światła. Sterowanie ruchem polega więc po prostu na pulsacyjnym działaniu fali elektromagnetycznej. Uczeni opracowali też model teoretyczny tego procesu. Pozwoli on na optymalizację konstrukcji magnetycznych rzęsek w rozmaitych zastosowaniach.

Fotowoltaika podwodna

Najpopularniejszą metodą pozyskiwania energii elektrycznej ze słońca jest fotowoltaika, w której elementy półprzewodnikowe przetwarzają fale elektromagnetyczne bezpośrednio w prąd elektryczny. Fotowoltaika jest coraz szerzej stosowana w gospodarstwach domowych.

Od jakiegoś czasu naukowcy zastanawiają się także nad tym, jak pozyskiwać energię słoneczną pod wodą. Chodzi głównie o możliwość zasilania różnych pojazdów podpowierzchniowych, a przede wszystkim niewielkich autonomicznych robotów. Badacze z New York University postanowili zbadać, jakie rodzaje półprzewodników będą najbardziej efektywnie spełniać tę funkcję. Stosowane w klasycznych instalacjach elementy krzemowe pod wodą niespecjalnie zdają egzamin. Wynika to z faktu, że krzem pochłania najlepiej światło czerwone i podczerwone, a woda przecież silnie je absorbuje. Naukowcy przeprowadzili badania w różnych akwenach – od najczystszych (Atlantyk, Pacyfik) aż do mętnego jeziora w Finlandii. Wyniki pokazują, że najlepszą efektywność będą wykazywać szerokopasmowe półprzewodniki organiczne, które na lądzie nie są raczej stosowane. Dobór odpowiednich materiałów pozwala na uzyskanie efektywności stanowiącej nawet 65% tego, co da się uzyskać na lądzie.

E-okulary

Okulary to znany od dawna przyrząd służący głównie do korekcji wad wzroku. Ale czasami pełnią one też inne funkcje – np. wbudowuje się w nie aparat słuchowy, który dzięki temu staje się bardziej dyskretny. Okazuje się, że da się zaprojektować także okulary będące bardzo złożonym urządzeniem wielofunkcyjnym, zastępującym sportowe bransoletki czy zegarki. E-okulary, zaprezentowane właśnie przez zespół badawczy z Korea University (Seul), wydrukowano w technologii 3D i zaopatrzono w cały zespół bezprzewodowych elektrod w okolicy uszu, które pozwalają na monitorowanie funkcji mózgu (EEG). Inny zespół czujników śledzi ruch gałek ocznych (EOG – elektrookulografia). Urządzenie ma też dodatkowo wbudowany akcelerometr, umożliwiający wykrywanie ruchów ciała, a także czujnik UV (gdy zarejestruje on odpowiednią intensywność światła ultrafioletowego, wypełnione specjalnym żelem soczewki okularów zmieniają kolor i przekształcają się w przeciwsłoneczne). Monitoring EOG pozwala z kolei m.in. na interakcję człowiek–maszyna, czyli np. na sterowanie grami komputerowymi za pomocą ruchów gałek ocznych. Okulary tego typu mogą więc służyć do monitorowania stanu zdrowia (m.in. wczesnego wykrywania nadchodzącego ataku padaczki), ale też do rozrywki.

Heliostaty

Energię słoneczną można też wykorzystać w inny sposób – za pomocą systemu będącego rozwiązaniem pośrednim pomiędzy klasyczną elektrownią a fotowoltaiką. W tym przypadku promienie słoneczne są odbijane przez zespół tzw. heliostatów i kierowane na zbiornik wypełniony wodą. Pod wpływem światła woda zmienia się w parę, która z kolei napędza turbiny, podobne do zamontowanych w typowych elektrowniach cieplnych. Na pustyni Mojave znajduje się największa w USA konstrukcja tego typu, składająca się z trzech systemów wyposażonych w ponad 170 tys. heliostatów z bojlerami. Łączna moc elektrowni wynosi 392 MW. Całość rozciąga się na 14 km2. Zielona energia uzyskiwana w ten sposób pozwala na zasilenie 140 tys. domów. Co ciekawe, jeszcze większą elektrownię tego typu (510 MW) uruchomiono w Maroku.

01.07.2020 Numer 7/2020

Czytaj także

Reklama
Reklama