Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Grafenowi można nadać właściwości piezoelektryczne
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Orbitalny moment pędu (OAM) elektronu uważany jest za mniej interesującą jego właściwość, gdyż w ciałach stałych zazwyczaj ulega on osłabieniu w wyniku interakcji z otaczającym elektron materiałem. Naukowcy z Centrum Badawczego Jülich (Forschungszentrum Jülich) wykazali właśnie, że w niektórych kryształach nie tylko zostaje on zachowany, ale można go też kontrolować. Jest to możliwe dzięki chiralności struktury krystalicznej. A odkrycie może doprowadzić do stworzenia nowej klasy urządzeń elektronicznych o wyjątkowej odporności na zakłócenia i dużej efektywności energetycznej.
Główną właściwością elektronu wykorzystywaną w klasycznej elektronice jest jego ładunek elektryczny. Nowoczesne technologie – jak technologie kwantowe czy spintronika – korzystają ze spinu elektronu. Jak jednak wynika z badań uczonych z Jülich, przyszłością elektroniki może być też orbitalny moment pędu, który opisuje, w jaki sposób elektron porusza się w atomie. W ten sposób może narodzić się orbitronika, która uzupełni i poszerzy możliwości, jakie dają nam elektronika i spintronika.
Przez dekady spin był uznawany za kluczowy parametr nowych technologii. Jednak orbitalny moment pędu również ma wielki potencjał jako nośnik informacji i jest przy tym znacznie bardziej stabilny, wyjaśnia doktor Christian Tusche z Instututu Petera Grünberga w Centrum Badawczym Jülich.
Jak już wspomnieliśmy, OAM jest rzadko obserwowany w kryształach, gdyż jest zwykle w nich tłumiony. Jednak naukowcy z Niemiec, we współpracy z kolegami z Tajwanu, USA, Włoch i Japonii wykazali właśnie, że w materiałach chiralnych, jak badany przez nich monokrzemek kobaltu (CoSi), sytuacja jest inna. Nasze badani pokazują, że struktura takiego kryształu bezpośrednio wpływa na moment pędu elektronu w sposób, który możemy bezpośrednio mierzyć. To otwiera nowe możliwości w dziedzinie badań materiałowych i przetwarzania informacji, dodaje fizyk eksperymentalny doktor Ying-Jiun Chen.
W przyszłości informacja może być przechowywana i przekazywane nie tylko poprzez ładunek i spin elektronu, ale również przez kierunek i orientację jego orbitalnego momentu pędu. Użycie OAM jako nośnika informacji wydaje się przekonujące. Można też będzie wykorzystać kołowo spolaryzowane światło do selektywnego wpływania na chiralność kryształów i uzyskania w ten sposób kontrolowanego światłem niemechanicznego przełącznika, alternatywy dla tranzystora. Co więcej połączenie OAM i spinu może pozwolić na zintegrowanie orbitroniki i spintroniki w hybrydowych maszynach kwantowych, stwierdza profesor Claus Michael Schneider, dyrektor Instytutu Petera Grünberga.
Źródło: Orbital Topology of Chiral Crystals for Orbitronics
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Lit to kluczowy element przejścia na czystą energię. Wykorzystywany jest przede wszystkim do produkcji akumulatorów samochodowych oraz systemów przechowywania energii ze słońca i wiatru. Jednak obecnie wykorzystywane technologie pozyskiwania litu znacząco zanieczyszczają środowisko naturalne. Australijski Monash University poinformował właśnie o udanych testach pozyskiwania wodorotlenku litu bez użycia wody, środków chemicznych i przy minimalnym zużyciu energii.
Testy prowadzi założona przez uniwersytet firma ElectraLith przy wsparciu giganta górniczego Rio Tinto, a uzyskiwany materiał jest tak dobrej jakości, że nadaje się do produkcji akumulatorów. Opracowana w ubiegłym roku technologia DLE-R (Direct Lithium Extraction and Refining) wykorzystuje elektromembrany i technologię elektrodializy do pozyskiwania wodorotlenku litu w jednym kroku. DLE-R można z łatwością skalować. Jak zapewniają wynalazcy, technologia nadaje się do pozyskiwania litu z różnego rodzaju solanek, czy to istniejących na powierzchni, czy to wydobywanych przy okazji wydobycia ropy naftowej.
Jesteśmy szczególnie zadowoleni z wyników testów w Paradox Basin w Utah. Tam z solanki ze źródeł geotermalnych z dawnych odwiertów, z których wydobywano ropę naftową i gaz, uzyskaliśmy wodorotlenek litu o 99,9-procentowej czystości, nie używając przy tym wody, która jest coraz rzadszym zasobem w basenie Kolorado. To osiągnięcie, w połączeniu z możliwością pozyskiwania wodorotlenku litu ze solanki o nasyceniu litem mniejszym niż 60 części na milion, pokazuje, że DLE-R daje nam dostęp do tych źródeł litu w USA i Australii, których wykorzystanie uważane było dotychczas za nieekonomiczne, stwierdza dyrektor ElectraLith, Charlie McGill. A James Allchurch, dyrektor firmy Mandrake, do której należy pole wydobywcze gdzie prowadzono eksperymenty, już zapowiedział, że jego firma wdroży nową technologię. Niesamowita wydajność procesu DLE-R to kluczowy element naszego sukcesu biznesowego w Utah. DLE-R jest idealnie dostosowana do składu chemicznego solanki z Paradox Basin i chcemy współpracować z ElectraLith w przetwarzaniu większej ilości solanki, dodaje Allchurch.
ElectraLith i Rio Tinto zapowiadają, że w 2026 roku rozpoczną pierwsze testy DLE-R na Salar del Rincón w Argentynie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nigdy dotąd nie inwestowano tak dużo pieniędzy i talentu w baterie, kończy swoją książkę Łukasz Bednarski. Jak sam twierdzi, stworzył publikację niszową. I nawet jeśli ma rację, to jego książkę czyta się lepiej, niż niejeden tytuł kierowany do szerokiego odbiorcy.
"Lit: złoto przyszłości" to fascynująca opowieść o ludziach, przedsiębiorstwach i państwach biorących udział w toczącej się na naszych oczach rewolucji technologicznej, gospodarczej i politycznej. Ale przede wszystkim to opowieść o pierwiastku, który jest dla XXI wieku tym, czym dla wieku XX była ropa naftowa. Ci, którzy posiadają złoża litu i ci, którzy potrafią z nich skorzystać, mogą już wkrótce decydować o przyszłości świata.
Autor jest analitykiem rynku, ale nie znajdziemy tutaj niezrozumiałego branżowego żargonu, wykresów, wzorów i tabelek. Dostajemy opowieść, w której przewijają się i historia polityczno-gospodarcza prowincji Sinciang, i szara eminencja chilijskiego sektora litowego, czytamy o olbrzymim potencjale drzemiącym w górnictwie miejskim i „Arabii Saudyjskiej litu” – Boliwii, dowiemy się też, że rewolucję elektromobilności chciał rozpocząć już Mao Zedong.
Bednarski w jasny sposób tłumaczy jak zbudowany jest i jak działa akumulator litowo-jonowy, a skomplikowane procesy gospodarcze i polityczne wyjaśnia tak, że ani przez moment nie czujemy się zagubieni czy znudzeni. Książka pozwala zrozumieć, dlaczego lit jest tak ważny, jakie szanse i perspektywy przed nami otwiera, ale również, z jakimi zagrożeniami i konfliktami wiąże się jego wydobycie, jakie trudności trzeba pokonać, by rynek akumulatorów litowych mógł się w pełni rozwinąć. O ile na przeszkodzie nie staną alternatywne pierwiastki, jak magnez czy wodór.
Muszę przyznać, że szerokim łukiem omijam książki z dziedziny analiz rynkowych. Ta jest tak świetnie napisana, że chętnie przeczytam więcej. Najchętniej tego samego autora.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Wodór, najbardziej rozpowszechniony pierwiastek we wszechświecie, wciąż potrafi zaskoczyć naukowców. Pomimo dziesięcioleci intensywnych badań i bardzo prostej struktury – w końcu atom wodoru składa się z jednego protonu i jednego elektronu – wiele jego właściwości wciąż pozostaje tajemnicą. Naukowcy z Uniwersytetu Christiana Albrechta w Kilonii i Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf drogą teoretycznych obliczeń zauważyli niespodziewaną właściwość wodoru. W warunkach wysokiego ciśnienia wodór powinien zachowywać się jak roton, kwazicząstka wprowadzona przez Richarda Feynmana na określenie stanów wzbudzonych nadciekłego helu-4.
To niespodziewane zachowanie wodoru przejawia się na przykład niezwykłym rozpraszaniem promieniowania rentgenowskiego w gęstym wodorze. Normalnie promieniowanie rentgenowskie przekazuje energię do elektronów, a transfer energii jest tym większy, im większy jest przekazany pęd. W przeprowadzonych obliczeń wynika jednak, że w gęstym wodorze energia może spadać wraz ze wzrostem transferu pędu.
Zjawisko takie obserwowano dotychczas jedynie w bardzo egzotycznych układach, cieczach Bosego schłodzonych to temperatury bliskiej zeru absolutnemu. Ciecze takie znajdują się w stanie nadciekłym, zachodzą w nich zjawiska kwantowe i nie da się ich opisać na gruncie klasycznej mechaniki. Ta nowa właściwość wodoru jest powodowana przez elektrony, które nie są powiązane z atomami. Jeśli wodór zostanie wzbudzony promieniowaniem rentgenowskim o pewnej długości fali, elektrony mogą zbliżyć się do siebie na niezwykle małą odległość, a nawet tworzyć pary, mimo że zwykle się odpychają, wyjaśniają profesor Michael Bonitz i doktor Tobias Dornheim.
Naukowcy dokładnie wyliczyli, jakie właściwości wodoru powinny zostać zaobserwowane w opisywanych przez warunkach. Teraz fizycy-eksperymentatorzy mogą pokusić się o zweryfikowanie tych obliczeń w praktyce.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Najbardziej pożądana metoda produkcji wodoru – uzyskiwanie go z wody metodą elektrolizy – pochłania dużo energii. Optymalnym rozwiązaniem byłoby używanie energii ze źródeł odnawialnych. Profesor Gang Kevin Li z University of Melbourne zaprezentował metodę produkcji wodoru z powietrza o wilgotności zaledwie 4%. To otwiera drogę do produkcji wodoru w okolicach półsuchych, gdzie istnieje największy potencjał wykorzystania energii odnawialnej, a w których nie ma dostępu do odpowiedniej ilości wody.
Obecnie większość produkowanego wodoru uzyskuje się gazu ziemnego lub węgla. Na całym świecie trwają prace nad bardziej ekologicznymi metodami jego produkcji.
Li i jego zespół postanowili pozyskiwać wodór z powietrza. W każdej chwili w atmosferze znajduje się około 13 bilionów ton wody. Jest ona nawet obecna w środowiskach półsuchych. Naukowcy z Australii uzyskali z powietrza wodór o wysokiej, 99-procentowej, czystości. Ich prototypowa instalacja działała przez 12 dni. W tym czasie udało się średnio pozyskać niemal 750 litrów wodoru dziennie na każdy metr kwadratowy elektrolizera.
Naukowcy najpierw nasączali gąbkę lub piankę elektrolitem absorbującym wodę, a następnie umieszczali ją pomiędzy elektrodami. Woda pozyskana przez elektrolit jest spontanicznie transportowana do elektrod przez siły kapilarne. Na katodzie powstaje wodór, na anodzie tlen. To proces całkowicie pasywny. Nie są potrzebne żadne ruchome części, mówi Li.
Urządzenie testowano zarówno zasilając je samymi panelami słonecznymi, jak i samą niewielką turbiną wiatrową. Działało i w pomieszczeniu i na zewnątrz, a wydajność konwersji energii słonecznej na wodór wynosi 15%.
Jeśli uda się pozyskać fundusze, w przyszłym roku powstanie prototyp o powierzchni elektrod sięgającej 10 m2. Jego twórcy chcą też opracować tańszy i bardziej wydajny elektrolizer.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.