Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Na jednym z hiszpańskich lotnisk położonych na południe od Madrytu, odbyła się ostatnio prezentacja niezwykłego samolotu. Wyprodukowana przez Boeinga maszyna to pierwszy pilotowany przez człowieka samolot zasilany wodorem. Korzysta on z ogniw paliwowych, a ubocznymi produktami spalania są woda i ciepło.

Dwumiejscowy samolot latał przez nieco ponad 20 minut, pomimo że już w chwili obecnej ogniwa pozwoliłyby mu na 45-minutowy lot. Odbyły się trzy tego typu próby.

Testy wypadły pomyślnie, ale Boeing twierdzi, że wielkie pasażerskie samoloty nigdy nie będą napędzane za pomocą ogniw paliwowych. Ogniwa mogą jednak stać się dodatkowym źródłem energii dla tego typu maszyn.

Nieves Lapena, która była odpowiedzialna za przeprowadzenie wspomnianych testów, mówi, że ogniwa paliwowe trafią na pokłady samolotów za około 20 lat.
Maszyny na wodór już wcześniej wznosiły się w powietrze, zawsze jednak były to samoloty bezzałogowe. Boeing jako pierwszy umieścił człowieka w takim pojeździe.

Do testów wykorzystano zmodyfikowany dwuosobowy samolot Dimona austriackiej firmy Diamond Aircraft Industries. Pojazd wzniósł się na wysokość 1000 metrów dzięki współpracy akumulatorów i ogniwa paliwowego. Następnie akumulatory zostały odłączone i Dimona przez 20 minut leciała z prędkością 100 kilometrów na godzinę.

Share this post


Link to post
Share on other sites

a tam wodór  ;)

 

Kiedy pod koniec lat 60 zeszłego wieku Gene Roddenberry tworzył serial Star Trek wraz z kolegami wymyślił iż do rozpędzenie statku kosmicznego do prędkości bliskiej światła potrzeba 10cm3 antymaterii. Dziś naukowcy obliczyli, że pomylił się o połowę, wystarczy tylko 5cm3! Cały kłopot w tym iż . . . niestety współcześnie naukowcy nie dysponują nawet miligramem antymaterii w jednym momencie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Heh, koncerny samochodowe skutecznie blokują rozwój alternatywnych silników i upychają prototypy do lamusa, to może chociaż w końcu lotnictwo skorzysta z tego... Zaś co do tej antymaterii, to problem też w tym, że wytworzenie takiej ilości pochłonęło by nieopisanie więcej energii niż anihilacja by wytworzyła. Kłopot też z przechowywaniem antymaterii (jakieś klatki magnetyczne, może antyplazma?, ale to też pochłania energię), no i przede wszystkim w doprowadzeniu do reakcji i jej kontrolowaniu.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Wyprodukowana przez Boeinga maszyna to pierwszy pilotowany przez człowieka samolot zasilany wodorem. Korzysta on z ogniw paliwowych, a ubocznymi produktami spalania są woda i ciepło

 

Szkoda że to tylko samolocik a nie samolot 8)

 

Kłopot też z przechowywaniem antymaterii (jakieś klatki magnetyczne, może antyplazma?, ale to też pochłania energię), no i przede wszystkim w doprowadzeniu do reakcji i jej kontrolowaniu.

 

Na ziemi tak , ale w kosmosie to już byłoby taniej takie nadprzewodzace klatki utrzymać. 8)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wciąż pozostaje problem w tym, że obecnie koszty produkcji kosmicznie przekraczają efekty anihilacji, które równie dobrze moglibyśmy zainwestować w typowy napęd nuklearny, oparty na fuzji lub jonowy. Poza tym i tak nie potrafimy kontrolować takiej reakcji. Przy okazji Star Treka polecam książeczkę Lawrence'a M. Kraussa "Fizyka podróży międzygwiezdnych", w której to stara się wyjaśnić działanie podstawowych systemów Enterprise (pozycja ma już co prawda 13 lat, ale i tak warto się zaznajomić).

Share this post


Link to post
Share on other sites

Wciąż pozostaje problem w tym, że obecnie koszty produkcji kosmicznie przekraczają efekty anihilacji

Od czegoś trzeba wyjść ;) Teflon też był kiedyś absurdalnie drogim materiałem, a dziś pokrywa się nim przedmioty począwszy od patelni, a na krawatach skończywszy ;)

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Postępy na polu ogniw paliwowych mogą spowodować, że technologia ta będzie na tyle tania, że w niedalekiej przyszłości zastąpi silniki spalinowe, uważają naukowcy z University of Waterloo. Informują oni o powstaniu ogniwa paliwowego, które może pracować co najmniej 10-krotnie dłużej niż dotychczas stosowane technologie. To zaś oznacza, że przy produkcji na skalę masową używanie takich ogniw do zapewniania energii pojazdom może okazać się konkurencyjne cenowo w stosunku do pojazdów z napędem spalinowym.
      Dzięki naszej technologii napęd wykorzystujący ogniwa paliwowe może być porównywalny kosztowo lub tańszy niż napęd spalinowy. Z nadzieją patrzymy w przyszłość. To technologia, która może rozpowszechnić czyste napędy, mówi Xinguo Li, dyrektor Fuel Cell and Green Energy Lab na University of Waterloo.
      Obecnie stosowane ogniwa paliwowe mogłyby teoretycznie zastąpić paliwa kopalne w napędach pojazdów, jednak się zbyt drogie. Kanadyjscy naukowcy rozwiązali problem kosztów znacząco wydłużając żywotność ogniwa poprzez produkowanie stałych ilości energii. To zaś oznacza, że ogniwo, które produkuje energię z reakcji łączenia tlenu i wodoru, może być znacząco prostsze, a zatem i tańsze.
      Znaleźliśmy sposób na obniżenie kosztów przy jednoczesnym spełnieniu założeń co do wydajności i trwałości, cieszy się Li. Kanadyjczycy mają nadzieję, że dzięki ich technologii ogniwa paliwowe zaczną się upowszechniać i z czasem zastąpią zarówno samochody spalinowe jak i standardowe pojazdy elektryczne.
      To dobry pierwszy krok, zmiana, która może być odpowiedzią na problemy związane ze spalaniem paliw kopalnych przez transport, dodaje uczony.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wszystkie samoloty, od początku istnienia tych maszyn, poruszają się dzięki pomocy ruchomych części, takich jak śmigła czy turbiny. Inżynierowie z MIT skonstruowali pierwszy w historii samolot, który nie zawiera żadnych ruchomych części. Jest on zasilany przez „wiatr jonowy” wytwarzany na pokładzie samolotu, który zapewnia mu wystarczający ciąg, by utrzymać maszynę w powietrzu. W przeciwieństwie do innych rozwiązań stosowanych w lotnictwie, nowy napęd jest całkowicie cichy i nie potrzebuje paliw kopalnych.
      To pierwszy zdolny do lotu samolot z napędem niezawierającym ruchomych części. Potencjalnie może to doprowadzić do powstania samolotów, które są cichsze, prostsze w konstrukcji i nie powodują emisji pochodzącej ze spalania, cieszy się profesor Steven Barrett z MIT. Uczony uważa, że w najbliższej przyszłości mogą pojawić się ciche drony korzystające z wiatru jonowego. W dalszej zaś perspektywie uczony przewiduje pojawienie się samolotów pasażerskich i transportowych o napędzie hybrydowym, łączącym wiatr jonowy z tradycyjnym silnikiem.
      Barrett przyznaje, że do pracy nad nowatorskim napędem zainspirował go serial Star Trek, który namiętnie oglądał w dzieciństwie. Szczególnie fascynowały go pojazdy latające, które bez wysiłku poruszały się w atmosferze, nie były wyposażone w żadne śmigła, nie wydzielały spalin i nie hałasowały. Pomyślałem, że w przyszłości powstaną samoloty, które nie będą miały śmigiel i turbin. Będą jak statki w Star Treku, które świecą na niebiesko i cicho się poruszają, wspomina Barrett.
      Przed dziewięciu laty naukowiec rozpoczął prace nad systemem napędowym bez ruchomych części. Szybko zwrócił uwagę na wiatr jonowy, czyli ciąg elektroaerodynamiczny. Jego koncepcję opracowano w latach 20. ubiegłego wieku. Mówi ona, że jeśli pomiędzy dwiema elektrodami, cienką i grubą, pojawi się wystarczające napięcie, to powietrze przepływające pomiędzy elektrodami wytworzy tyle ciągu, że będzie w stanie napędzać mały samolot. Przez lata koncepcją taką zajmowali się głównie hobbyści, którym udawało się stworzyć bardzo małe samoloty, podłączone do źródła napięcia, które przez chwilę unosiły się w powietrzu. Uzyskanie dłuższego lotu większym urządzeniem uznawano za niemożliwe.
      Jednak Barrettowi się udało. Skonstruowany przez niego i jego zespół samolot waży około 2,5 kilogramów i ma skrzydła o rozpiętości 5 metrów. Pod skrzydłem, wzdłuż jego przedniej krawędzi, znajdują się cienkie struny, przypominające ułożeniem płot otaczający pastwisko. Wzdłuż tylnej krawędzi również mamy struny, ale grubsze. Te pierwsze działają jak katoda (elektroda dodatnia), a drugie jak anoda. W kadłubie pojazdu umieszczono akumulatory litowo-jonowe, które dostarczają one napięcie rzędu 40 000 woltów do katody. Naelektryzowane struny z przodu wyrywają elektrony z otaczających je molekuł powietrza, a zjonizowane w ten sposób powietrze przepływa w kierunku strun z tyłu. Każdy z przepływających jonów miliony razy zderzał się z molekułami powietrza, tworząc w ten sposób ciąg.
      Twórcy samolotu testowali go w sali o długości 60 metrów. Pojazd przemierzał całą długość sali. Przeprowadzono 10 testów i za każdym razem stwierdzono, że napęd działa. To był najprostszy możliwy projekt. Daleka jeszcze droga do stworzenia samolotu, zdolnego do wykonania użytecznej misji. Musi być on bardziej wydajny, lecieć dłużej i być zdolnym do lotu na otwartej przestrzeni, dodaje Barrett.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pomiędzy SpaceX a Boeingiem toczy się zaciekła rywalizacja w przemyśle kosmicznym, a jednym z najważniejszych jej elementów są fundusze NASA. W 2014 roku obie firmy złożyły wnioski o finansowanie pojazdów załogowych, zdolnych do przewiezienia astronautów na Międzynarodową Stację Kosmiczną. Boeing poprosił o 50% więcej od SpaceX i pieniądze otrzymał.
      Obie firmy zapowiadały różne terminy realizacji zadania i obie przesuwały te terminy. Dotychczas jednak nie znaliśmy zdania samej NASA na temat perspektyw i postępów obu przedsiębiorstw. Dopiero teraz w nowym raporcie US Government Accountability Office (GAO) pojawiły się informacje wskazujące, jak NASA ocenia prace prowadzone przez obie firmy.
      Na podstawie dotychczasowych postępów i oceny ryzyk NASA uważa, że Boeing będzie gotowy do uzyskania certyfikatu pozwalającego na loty załogowe na ISS pomiędzy 1 maja 2013 a 30 sierpnia 2020. Dla SpaceX termin ten określono na pomiędzy 1 sierpnia 2019 a 30 listopada 2020. Analitycy NASA wyliczyli też średnią i stwierdzili, że proces certyfikacyjny Boeinga może mieć miejce w grudniu 2019 roku, a SpaceX w styczniu 2020.
      Jak widać, oba przedsiębiorstwa idą łeb w łeb, a niewielka przewaga Boeinga może wynikać z faktu, że firma ta współpracuje z NASA znacznie dłużej niż SpaceX, więc jest lepiej zaznajomiona z procedurami i całym procesem certyfikacyjnym.
      Głównym celem raportu przygotowanego przez GAO nie było jednak informowanie opinii publicznej o tym, jak NASA ocenia SpaceX i Boeinga, ale poinformowanie Kongresu, że NASA może nie być gotowa do wysyłania astronautów na ISS po listopadzie 2019 roku. To ostatni miesiąc, na który Agencja ma wykupione miejsca dla swoich astronautów na pokładzie rosyjskich Sojuzów. Co prawda NASA pracuje nad potencjalnymi rozwiązaniami, ale nie ma planu awaryjnego, by uzupełnić istniejącą lukę. Bez takiego planu NASA naraża na ryzyko osiągnięcia i cele związane w wykorzystywaniem przez Stany Zjednoczone Międzynarodowej Stacji Kosmicznej – czytamy w raporcie.
      Po przygotowaniu raportu można się spodziewać, że Kongres nakaże NASA przygotowanie takiego planu. Być może Agencja będzie musiała przedłużyć kontrakt z Roskosmosem.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grafen ma wiele niezwykłych właściwości, jednak nie jest materiałem piezoelektrycznym.  Piezoelektryczność to właściwość niektórych materiałów, polegająca na tym, że przy zginaniu, ściskaniu i skręcaniu materiały te produkują ładunki elektryczne. Występuje też zależność odwrotna - pole elektryczne wywołuje odkształcenie materiału piezoelektrycznego, dając nad nim duża kontrolę.
      W ACS Nano ukazał się artykuł, w którym dwóch inżynierów ze Stanford University opisuje, w jaki sposób nadali grafenowi właściwości piezoelektryczne.
      Fizyczne deformacje, jakie możemy tworzyć, są wprost proporcjonalne do przyłożonego pola elektrycznego, co daje nam niedostępną wcześniej możliwość kontrolowania elektroniki w nanoskali - stwierdził Evan Reed, szef Materials Computation and Theory Group i główny autor badań. To pozwala mieć nadzieję, na zrealizowanie koncepcji ‚straintroniki’, zwanej tak ze względu na sposób, w jaki pole elektryczne w sposób przewidywalny zmienia kształt sieci krystalicznej węgla - dodał uczony.
      Mitchell Ong, autor artykułu w ACS Nano, uważa, że „piezoelektryczny grafen może może zapewnić niedostępny dotychczas stopień elektrycznej, mechanicznej i optycznej kontorli nad różnymi urządzeniami, od ekranów dotykowych po nanotranzystory“.
      Za pomocą symulacji przeprowadzanych na superkomputerach, inżynierowie sprawdzali skutki domieszkowania grafenu po jednej lub obu stronach sieci krystalicznej. Modelowano domieszkowanie litem, wodorem, potasem i fluorem oraz ich kombinacjami. Wyniki zaskoczyły naukowców. Sądziliśmy, że pojawi się efekt piezoelektryczny, ale będzie on słaby. Tymczasem jest on podobny do występującego w tradycyjnych materiałach - mówi Reed.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na Uniwersytecie Josepha Fouriera w Grenoble powstało ogniwo paliwowe zasilane glukozą i tlenem pochodzącymi z organizmu żywej istoty. Naukowcy pracujący pod kierunkiem doktora Serge'a Cosniera wszczepili je zwierzęciu laboratoryjnemu.
      Niewykluczone zatem, że w ciągu najbliższych dwóch dekad pojawią się ogniwa, które będzie można wszczepiać ludziom, a które zasilą najróżniejsze wykorzystywane przez nas urządzenia. Najbardziej oczywistym zastosowaniem dla takich ogniw jest zapewnienie energii implantom. Dzięki postępom medycyny i techniki powstają coraz nowocześniejsze implanty, z których wiele wymaga zasilania.
      Nawet w rozrusznikach serca, wymagających niewiele energii, baterie trzeba wymieniać co 5 lat. Tymczasem co piąty 70-latek, któremu wszczepiono rozrusznik, żyje przez kolejne 20 lat. To oznacza konieczność przeprowadzenia 3 kosztownych i ryzykownych zabiegów chirurgicznych związanych z wymianą baterii.
      W przyszłości mogą powstać sztuczne nerki, kończyny czy oczy, które będą potrzebowały znacznie więcej energii niż rozruszniki. Chirurgiczna wymiana baterii co kilka miesięcy będzie obarczona zbyt wysokimi kosztami i ryzykiem.
      Stworzenie ogniwa paliwowego, które może korzystać ze znajdujących się w organizmie substancji to krok w odpowiednią stronę.
      Wspomniane ogniwo jest stosunkowo proste. Składa się z dwóch elektrod. Zadaniem jednej jest usuwanie elektronów z glukozy, zadaniem drugiej - przekazywanie elektronów do molekuł tlenu i wodoru. Połączenie elektrod tworzy obwód, którym płynie prąd.
      Zarówno glukoza jak i tlen są łatwo dostępne w organizmie człowieka. Teoretycznie takie ogniwo mogłoby pracować przez całe życie osoby je posiadającej.
      Idea produkcji energii z glukozy i tlenu znajdujących się w płynach fizjologicznych narodziła się w latach 70. ubiegłego wieku. Stworzone wówczas ogniwa zapewniały jednak zbyt mało energii.
      Obecnie zbudowano wydajne ogniwo, a przyczyniły się do tego badania nad... enzymami. Okazało się bowiem, że oksydaza glukozy bardzo dobrze radzi sobie z usuwaniem elektronów z glukozy. Jest bardzo efektywna w generowaniu elektronów - mówi profesor Itamar Willner z Uniwersytetu Hebrajskiego w Jerozolimie, który w 2002 roku stwierdził, iż postępy w biotechnologii pozwolą pewnego dnia na stworzenie efektywnego ogniwa paliwowego zasilanego płynami ustrojowymi.
      Doktor Cosnier i jego grupa postanowili wykorzystać biotechnologię oraz odkrycia w dziedzinie węglowych nanorurek. Zdecydowali, że nadszedł czas, by spróbować stworzyć ogniwo.
      W ubiegłym roku wszczepili takie urządzenie szczurowi. Znajdowało się ono w ciele zwierzęcia przez 40 dni. W tym czasie pracowało bez najmniejszych zakłóceń, produkowało prąd i nie zauważono żadnych - ani fizjologicznych ani behawioralnych - skutków ubocznych u zwierzęcia.
      Uczeni stworzyli prosty system. Jedna z elektrod składa się z pasty z węglowych nanorurek wymieszanej z oksydazą glukozy, a druga z glukozy i oksydazy polifenolu. W elektrodach znajduje się platynowe okablowanie przekazujące energię elektryczną. elektrody zamknięto w specjalnym materiale, które ma uniemożliwić przenikanie materiałów z których są zbudowane do organizmu.
      Całość dodatkowo owinięto materiałem, który zabezpiecza ogniwo przed odrzuceniem przez organizm.
      Doktor Cosnier zauważa, że szczur jest zbyt mały, by wyprodukować ilość energii wystarczającą do zasilenie implantu. Dlatego planuje w przyszłości wszczepić swoje urządzenie krowie.
      Przed naukowcami jest jeszcze dużo pracy. Cosnier zdaje sobie z tego sprawę. Dzisiaj możemy wygenerować tyle energii, by zasilić sztuczny mięsień zwieracza lub rozrusznik serca. Już w tej chwili pracujemy nad systemem, który wyprodukuje 50-krotnie więcej energii, co pozwoli na zasilanie znacznie bardziej wymagających urządzeń - stwierdza.
×
×
  • Create New...