Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Silnik na wodę?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy zaobserwowano, w czasie rzeczywistym i skali molekularnej, jak powstaje woda. Naukowcy z Northwestern University zarejestrowali łączenie się atomów wodoru i tlenu. Obserwacji dokonano w ramach badań, w czasie których uczeni chcieli zrozumieć działanie palladu jako katalizatora reakcji prowadzącej do powstawania wody.
Uzyskanie wody za mocą palladu nie wymaga ekstremalnych warunków, zatem może być wykorzystane w praktyce do pozyskania wody tam, gdzie jest trudno dostępna. Na przykład na innych planetach. Przypomnijmy sobie Marka Watneya, granego przez Matta Damona w „Marsjaninie”. Spalał paliwo rakietowe, by uzyskać wodór, a następnie dodawał do niego tlen. Nasz proces jest bardzo podobny, ale nie potrzebujemy ognia i innych ekstremalnych warunków. Po prostu zmieszaliśmy pallad i gazy, mówi jeden z autorów badań, profesor Vinayak Dravid.
O tym, że pallad może być katalizatorem do generowania wody, wiadomo od ponad 100 lat. To znane zjawisko, ale nigdy go w pełni nie rozumieliśmy, wyjaśnia doktorant Yukun Liu, główny autor badań. Młody uczony dodaje, że do zrozumienia tego procesu konieczne było połączenie analizy struktury w skali atomowej oraz bezpośredniej wizualizacji. Wizualizowanie całego procesu było zaś niemożliwe.
Jednak w styczniu 2024 roku na łamach Science Advances profesor Dravid opisał nowatorką metodę analizowania molekuł gazu w czasie rzeczywistym. Uczony wraz z zespołem stworzyli ultracienką membranę ze szkła, która więzi molekuły gazu w reaktorach o strukturze plastra miodu. Uwięzione atomy można obserwować za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego w próżni wysokiej.
Za pomocą nowej metody uczeni zaobserwowali, jak atomy wodoru wnikają do próbki palladu, rozszerzając jej sieć atomową. Po chwili – ku zaskoczeniu uczonych – na powierzchni palladu pojawiły się krople wody. Myślę, że to najmniejsze kiedykolwiek zaobserwowane krople. Tego się nie spodziewaliśmy. Na szczęście nagraliśmy to i możemy udowodnić, że nie oszaleliśmy, cieszy się Liu.
Po potwierdzeniu, że pojawiła się woda, naukowcy zaczęli szukać sposobu na przyspieszenie reakcji. Zauważyli, że najszybciej zachodzi ona, gdy najpierw doda się wodór, później tlen. Atomy wodoru wciskają się między atomy palladu, rozszerzając próbkę. Gdy do całości zostaje dodany tlen, wodór opuszcza pallad, by połączyć się z tlenem, a próbka kurczy się do wcześniejszych rozmiarów.
Badania prowadzone były w nanoskali, ale wykorzystanie większych kawałków palladu pozwoliłoby na uzyskanie większej ilości wody. Autorzy badań wyobrażają sobie, że w przyszłości astronauci mogliby zabierać ze sobą pallad wypełniony wodorem. Gdy będą potrzebowali wody, dodadzą tlen. Pallad jest drogi, ale nasza metoda go nie zużywa. Jedyne, co jest tutaj zużywane, to gaz. A wodór to najpowszechniej występujący gaz we wszechświecie. Po reakcji pallad można wykorzystywać ponownie, mówi Liu.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Samochody przeszły długą drogę od momentu wynalezienia pierwszego pojazdu napędzanego silnikiem spalinowym. Na przestrzeni lat ewoluowały one pod względem technologicznym, designu oraz funkcjonalności. Poznaj historię ewolucji samochodów!
Początki motoryzacji – pierwsze pojazdy samobieżne
Współczesne samochody są nowoczesne i naszpikowane zaawansowanymi technologiami. Aż trudno uwierzyć, że prototypy pojazdów samobieżnych napędzane były siłą wiatru. Projekt takiej maszyny był włoski inżynier Roberto Valturio, tematem interesował się także Leonardo da Vinci. Żaglowozy pojawiły się Niderlandach – można je było zobaczyć na tamtejszych drogach już w na początku XVII wieku.
Jednak pierwszy pojazd samobieżny, który był zdolny do przewozu osób i dał zalążek współczesnej motoryzacji, pojawił się w roku 1765. Jego konstruktorem był francuski inżynier Nicolas Josepha Cugnot. Maszyna powstała na potrzeby armii i miała pełnić funkcję ciągnika artyleryjskiego.
W ten sposób rozpoczęła się przygoda, która trwa do dzisiaj. Branża samochodowa budzi duże zainteresowanie i generuje ogromne zyski. Wynalazcy sprzed stuleci na pewno nie spodziewali się, jak może ewoluować ich pomysł. Dzięki nim każdy z nas może swobodnie przemieszczać się z miejsca na miejsce. Oczywiście warunkiem jest spełnienie wymogów – posiadanie prawa jazdy, wykonywanie corocznych przeglądów oraz wykupienie obowiązkowej polisy. Aktualne ceny znajdziesz tutaj – kalkulator oc HDI.
Tak powstawały konstrukcje współczesnych samochodów
Jak wspomniano wcześniej, pierwsze próby skonstruowania samochodu we współczesnym rozumieniu sięgają XVIII wieku, kiedy to powstały pojazdy napędzane silnikiem parowym. Jednak prawdziwy przełom nastąpił w 1886 roku, gdy Carl Benz opatentował pierwszy pojazd napędzany silnikiem spalinowym. Był to trójkołowy pojazd nazwany Benz Patent-Motorwagen Nummer 1, który uznawany jest za protoplastę współczesnych samochodów. W 2011 roku akt patentowy został wpisany na listę Pamięć Świata. Jest to projekt pod patronatem UNESCO, który ma chronić najbardziej wartościowe dla ludzkości dokumenty.
W kolejnych latach pojawiały się nowe konstrukcje, takie jak pierwszy seryjnie produkowany samochód Benz Velo z 1894 roku (maksymalna prędkość wynosiła zawrotne 30 km/h) czy Ford Model T, który zrewolucjonizował przemysł motoryzacyjny dzięki wprowadzeniu taśmowej produkcji. Samochody z początku XX wieku charakteryzowały się prostą budową, otwartym nadwoziem i niewielkimi silnikami.
Rozwój technologii i designu w branży motoryzacyjnej
Wraz z upływem czasu samochody stawały się coraz bardziej zaawansowane technologicznie. W latach 20. i 30. XX wieku pojawiły się pierwsze pojazdy z zamkniętym nadwoziem, elektrycznym rozrusznikiem czy hydraulicznymi hamulcami. Zaczęto także zwracać uwagę na design, tworząc bardziej opływowe i eleganckie karoserie.
Lata 50., 60. i 70. to okres rozkwitu motoryzacji, szczególnie w Stanach Zjednoczonych. Powstawały duże, mocne samochody z silnikami V8, bogato wyposażone i efektownie stylizowane. Były to auta typu muscle car i pony car – miały masywną sylwetkę i dużą moc. W Europie dominowały mniejsze, ekonomiczne pojazdy dostosowane do węższych ulic i wyższych cen paliwa.
Samochody współczesne
Obecnie samochody to zaawansowane technologicznie maszyny wyposażone w elektroniczne systemy wspomagające kierowcę, zapewniające wysoki poziom bezpieczeństwa i komfortu. Coraz większą rolę odgrywają kwestie ekologii, stąd dynamiczny rozwój pojazdów z napędem hybrydowym i elektrycznym.
Współczesne trendy w designie samochodów to m.in. dążenie do aerodynamicznej sylwetki, LED-owe oświetlenie, duże alufelgi i muskularne proporcje nadwozia. Jednocześnie producenci starają się wyróżnić swoje modele charakterystycznym wyglądem zgodnym z filozofią marki.
Innowacje i kierunki rozwoju
Branża motoryzacyjna nieustannie poszukuje innowacyjnych rozwiązań, które mają uczynić samochody bardziej przyjaznymi dla środowiska, bezpiecznymi i funkcjonalnymi. Kluczowe kierunki rozwoju to elektromobilność, autonomiczne systemy jazdy czy komunikacja między pojazdami. Coraz większe znaczenie zyskują także usługi mobilności, takie jak car-sharing czy abonamenty na samochody. Zmienia się podejście do własności pojazdu, szczególnie wśród młodszych pokoleń, które chętniej korzystają z elastycznych form użytkowania aut.
Nadal jednak samochody pozostają wyznacznikami statusu – mimo swojej powszechnej dostępności.
Ewolucja pojazdów – niezwykła podróż przez historię
Historia samochodu to fascynująca opowieść o ludzkiej pomysłowości, innowacyjności i dążeniu do ciągłego ulepszania środków transportu. Od pierwszych prymitywnych pojazdów napędzanych silnikiem parowym, przez kultowe modele będące ikonami swoich epok, aż po zaawansowane technologicznie współczesne auta – samochody przeszły ogromną ewolucję.
Dziś stoją one przed nowymi wyzwaniami związanymi z ochroną środowiska, bezpieczeństwem i zmieniającymi się potrzebami użytkowników. Jednak jedno pozostaje niezmienne – samochody nadal są symbolem wolności, niezależności i realizacji marzeń o podróżowaniu, odgrywając istotną rolę w życiu milionów ludzi na całym świecie.
« powrót do artykułu -
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
Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.
« 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.