Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Im mniejsze i bardziej wydajne stają się urządzenia elektroniczne, tym ważniejszą rolę mają do odegrania baterie. Prace nad stworzeniem wydajnego, lekkiego i taniego źródła zasilana prowadzone są w wielu ośrodkach naukowych. Na University of Missouri udoskonalono właśnie niewielkie wydajne baterie atomowe.

Jak informuje Jae Kwon, gęstość energetyczna baterii radioizotopowych może o sześć rzędów wielkości przekraczać gęstość baterii chemicznych. Kwon i jego zespół pracują nad nuklearną baterią na tyle małą, by mogła napędzać systemy M/NEMS (mikro/nanoelektromechaniczne). Ludzie, gdy słyszą słowo 'atomowy', myślą o czymś bardzo niebezpiecznym. Jednak źródła energii atomowej bezpiecznie zasilają wiele urządzeń, takich jak rozruszniki serca, satelity czy systemy podwodne - mówi Kwon.

Naukowiec wraz ze swoim zespołem stworzył baterię z płynnym półprzewodnikiem. Poważnym problemem w bateriach atomowych jest fakt, że część energii promieniowania może uszkodzić siatkę krystaliczną stałego półprzewodnika. Użyliśmy więc płynnego półprzewodnika, by zminimalizować te uszkodzenia - informuje Kwon.

Obecnie atomowe baterie są niewiele większe od monety jednocentowej. Kwon uważa, że baterie atomowe mogą być cieńsze od ludzkiego włosa i dostarczać wielokrotnie więcej energii niż ich chemiczne odpowiedniki.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ja się zawsze zastanawiałem, czemu w dodatkowe atomowe baterie nie wyposażono marsjańskich łazików, a tylko w panele słoneczne. Awaryjne, stałe zasilanie a baterii izotopowych pozwoliłoby się na przykład nie martwić o rozruch łazika po zimie.

Do tej pory myślałem, że może po prostu byłyby zbyt duże i ciężkie. Tymczasem z powyższego tekstu wnioskuję, że wcale takie nie są i spokojnie wygospodarowano by na nie miejsce i masę.

Share this post


Link to post
Share on other sites
Jak informuje Jae Kwon, gęstość energetyczna baterii radioizotopowych może o sześć rzędów wielkości przekraczać gęstość bakterii chemicznych

Share this post


Link to post
Share on other sites
Guest derobert

a czemu nie robi się takich baterii atomowych do samochodów elektrycznych?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Zgaduję, że byłoby w takiej baterii zbyt wiele materiału rozszczepialnego. Strach pomyśleć, jakie byłyby konsekwencje pęknięcia takiej baterii podczas wypadku.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Co do zasilania łazików i satelitów, to chyba NASA ma jakieś dyrektywy że nie mogą już robić takich reaktorów? bo ludzie się bali co jak by spadło itp. buuuu strach zawsze blokował postęp ;(

Share this post


Link to post
Share on other sites
buuuu strach zawsze blokował postęp ;(

Akurat biorąc pod uwagę odsetek nieudanych prób wystrzelenia rakiet, podzielam te obawy.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Akurat biorąc pod uwagę odsetek nieudanych prób wystrzelenia rakiet, podzielam te obawy.

a ja tych obaw nie podzielam, bo zysk dla nauki mógłby wielokrotnie przewyższyć możliwe straty. Ponadto materiały radioaktywne latają w rakietach i satelitach tak czy owak, do wypadków i skażeń wielokrotnie dochodziło i dochodzi, ale jak ludzie się boją to się im o tym otwarcie nie mówi. A wojsko, rząd i wąski krąg naukowców robi swoje. Moim zdaniem strata polega na tym że przez strach ogółu zyskują nieliczni, a mógłby ogół.

Share this post


Link to post
Share on other sites
a ja tych obaw nie podzielam, bo zysk dla nauki mógłby wielokrotnie przewyższyć możliwe straty.

Serio? A jakie to korzyści dla ludzkości, nieosiągalne innymi drogami, mamy dzięki lotom kosmicznym (rzecz jasna, poza suchą wiedzą, z której korzyści przeważnie nie ma)? Bo ja mam nieodparte wrażenie, że nie licząc wystrzeliwania satelitów o ściśle określonym zastosowaniu, eksploracja kosmosu jest w 95% propagandowym teatrzykiem niewspółmiernie drogim do osiąganych korzyści.

Ponadto materiały radioaktywne latają w rakietach i satelitach

No tak, a pestycydy są obecne w środowisku człowieka, więc może łyknij sobie szklaneczkę? Przecież myśląc na Twój sposób nietrudno dojść do wniosku, że ilość nie powinna robić róznicy.

 

Pozdrawiam.

Share this post


Link to post
Share on other sites
A jakie to korzyści dla ludzkości, nieosiągalne innymi drogami, mamy dzięki lotom kosmicznym (rzecz jasna, poza suchą wiedzą, z której korzyści przeważnie nie ma)?

Pierwsze z brzegu, zwykła pospolita rurka do napojów. Nie wiem czy bez wspierania lotów kosmicznych powstałoby to, można tylko spekulować.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jest bardzo wiele wynalazków stworzonych na potrzeby lotów w kosmos które przeszły do powszechnego użytku np. teflon, błyskawiczne posiłki, ognioodporne ubrania, sprzęt do fitnessu, recykling, elektronika użytkowa...

Share this post


Link to post
Share on other sites

a czemu nie robi się takich baterii atomowych do samochodów elektrycznych?

Prawdopodobnie dlatego, że to baterie, a nie akumulatory. Nie opracowano jeszcze wydajnej metody odwracania procesu rozpadu radioaktywnego.

A co do materiałów radioaktywnych w Kosmosie, to - szkoda, moim zdaniem. Przyroda się nie przejmuje reakcjami jądrowymi na ogromną skalę (co prawda są to głównie reakcje syntezy) - dlaczego zatem my mielibyśmy? To niepotrzebnie hamuje rozwój nowych technologii.

Share this post


Link to post
Share on other sites

@w46

 

No dobra, i twierdzisz, że nie dałoby się ich opracować taniej, na Ziemi? Teflon i tak by odkryto podczas badań z dziedziny lotnictwa, błyskawiczne posiłki byłyby dziś oczywistą koniecznością i rozwinąłby je sam rynek (a nie NASA za pieniądze podatnika), ognioodporne ubrania giganci typu 3M (jeden z liderów w branży BHP) i tak by stworzyli np. z myślą o hutnikach, a sprzęt do fitnessu opracowano by z myśla o sportowcach zawodowych, bo ich zmagania są źródłem gigantycznej kasy ;) i tak dalej, i tak dalej... żaden z tych wynalazków nie byłby niemożliwy bez lotów w kosmos. Jedyna różnica jest taka, że gdyby skupiono się konkretnie nad badaniami nad tymi technologiami, byłoby to wielokrotnie tańsze.

 

A kiedy np. slyszę, że budowa ISS ma kosztować 25x więcej, niż kosztował cały projekt sekwencjonowania genomu człowieka, to mnie trafia. Naprawdę sądzisz, że nie da się takiej kasy zagospodarować lepiej?

Share this post


Link to post
Share on other sites

jest sporo dobrych rozwiązań na nowoczesne baterie (i nie tylko) - mnłe lekkie i o wiele bardziej wydajne niż te, których się używa; dlaczego więc nie trafiają na rynek? odpowiedź jest banalnie prosta - KASA, LOBBY firm! osoby ktróe NAPRAWDĘ decydują o wprowadzeniu na rynek nowych technologii, najpierw wszystko - procedury prawne, produkcję logistykę, własność patentów itd. - ustawiają tak , by to oni czerpali z tego korzyści... to wszystko.

 

przedtem też się zwrócić wcześniejsze inwestycje...

nie ma ŻADNYCH innych powodów, dla których wiele innowacyjnych rozwiązań nie pojawia się na rynku... smutne, ale prawdziwe.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A kiedy np. slyszę, że budowa ISS ma kosztować 25x więcej, niż kosztował cały projekt sekwencjonowania genomu człowieka, to mnie trafia. Naprawdę sądzisz, że nie da się takiej kasy zagospodarować lepiej?

 

No jeśli chodzi o loty załogowe, to zgoda, to kosztowna propaganda (w dodatku kiepska, bo nikt się nimi nie ekscytuje choćby w 1‰ tak, jak losami marsjańskich łazików). Natomiast bezzałogowe sondy i automaty kosztują relatywnie niewiele, a dają o wiele lepsze efekty. I na nich powinno się poprzestać (chwilowo).

Share this post


Link to post
Share on other sites

I właśnie o to chodzi. Loty sond i łazików jestem w stanie zrozumieć - ich koszty są bez wątpienia wysokie, ale dla dobra nauki być może warto. Za to loty załogowe to IMHO propagandowe marnotrawstwo.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale mówię o ogólnym zjawisku. Poza tym Polacy też mają swój udział w eksploracji kosmosu - dostarczają niektórych urządzeń. Jesteśmy też związani z ESA, która bierze udział w budowaniu ISS.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Loty załogowe to konieczność przy na przykład konserwacji teleskopów na orbicie.

Ale poza tym to, jak czytałem przeważającą większość czasu załoga ISS spędza nawet nie na eksperymentach, ale na konserwacji i naprawianiu samej stacji. Trochę bez sensu.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Do konserwacji urządzeń równie dobrze można by stosować zdalnie sterowane maszyny. Przy tak małej odległości od Ziemi sterowanie takim robotem odbywałoby się praktycznie w czasie rzeczywistym.

 

Poza tym nie jestem pewny, czy w obecnej sytuacji bardziej opłaca się tworzyć od zera projekt nowego wahadłowca (taki jest przecież plan), czy po prostu wymieniać teleskopy raz na np. 10 lat. Pozostaje też możliwość stworzenia teleskopu zdolnego do powrotu na Ziemię.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Być może promieniowanie kosmiczne źle by działało na taką baterię - dlatego jej się nie dało użyć w różnych łazikach pozaziemskich ?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zespół z University of California, Riverside stworzył półprzewodnikową technologię, która może pozwolić na budowę niezwykle wszechstronnego lasera ultrafioletowego, przydatnego zarówno do zabijania wirusów jak i zwiększania pojemności DVD.
      Lasery ultrafioletowe są szeroko stosowane w przechowywaniu danych czy biologii, jednak są to urządzenia duże, kosztowne i wymagające użycia dużych ilości energii. Obecne lasery ultrafioletowe bazują na azotku galu. Profesor Jianlin Liu i jego współpracownicy dokonali przełomu tworząc falowód lasera z tlenku cynku, co pozwala na produkcję mniejszych i tańszych laserów, które będą charakteryzowały się większą energią promienia i mniejszymi długościami fali.
      Dotychczas tlenek cynku nie nadawał się do budowy laserów, gdyż brakowało mu typu p. Liu rozwiązał ten problem domieszkując go antymonem tworząc półprzewodnik typu p. Nanokable tlenku cynku typu p połączono z tlenkiem cynku typu n tworząc diodę p-n.
      Przyłożenie napięcia wywołało emisję światła laserowego z końcówek nanokabli.
      „Od dziesięciu lat naukowcy zajmujący się tlenkiem cynku próbowali osiągnąć taki wynik. Nasze badania prawdopodobnie popchną naprzód całą technologię".
      Odkrycie uczonych z Kalifornii pozwoli na stworzenie laserów odczytujących i zapisujących znacznie gęściej zapisane dane, gdyż długość fali światła ultrafioletowego jest znacznie mniejsza niż wykorzystywanego obecnie światła czerwonego. W biologii i medycynie ultrafioletowy laser może penetrować wnętrze żywych komórek, zmieniać ich funkcje, służyć do dezynfekcji wody pitnej. W fotonice pojawią się dzięki niemu urządzenia przetwarzające i przesyłające dane znacznie szybciej niż ma to miejsce obecnie.
      Profesor Liu zauważa, że potrzebne są dalsze prace nad zwiększeniem stabilności półprzewodnika typu p z tlenku cynku.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      TSMC zamierza ponoć wybudować kolejną gigantyczną fabrykę półprzewodników. Zakład Fab 16 ma kosztować 10 miliardów dolarów, a prace nad nim rozpoczną się w 2014 roku. Fabryka podwoi możliwości produkcyjne TSMC. Jej budowa zostanie podzielona na pięć etapów i potrwa wiele lat. Nie wiadomo, kiedy Fab 16 osiągnie pełną moc produkcyjną - TSMC nie chce komentować nieoficjalnych doniesień - jednak dzięki niej w TSMC ma powstawać miesięcznie około 600 tysięcy 300-milimetrowych plastrów krzemowych.
      Fab 16 nie tylko będzie miała takie zdolności produkcyjne jak w sumie wszystkie pozostałe zakłady TSMC, ale będzie też prawdopodobnie najdroższą fabryką półprzewodników na świecie.
      Można również przypuszczać, że nowa fabryka zostanie przygotowana do pracy z 450-milimetrowymi plastrami.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od powstania Globalfoundries minął rok, a firma już doprowadziła do zmian na rynku. Klientem Globalfoundries został właśnie Qualcomm,największy na świecie producent półprzewodników, który nie posada własnych fabryk. Dzięki temu prawdopodobnie stała się ona drugim graczem, a przy tym tempie rozwoju może zagrozić wieloletniemu liderowi - TSMC.
      Globalfoundries powstało z marcu 2009 roku dzięki wyłączeniu z AMD wydziałów zajmujących się produkcją i dofinansowaniu ich przez pochodzącą z Abu Zabi firmę Advanced Technology Investment co. (ATIC). Już w lipcu Globalfoundries rozpoczęło budowę nowej fabryki i ogłosiło zdobycie pierwszego, poza AMD, dużego klienta. Została nim firma STMicroelectronics.
      W październiku 2009 klientem GF została firma ARM, a w styczniu bieżącego roku zakończył się proces przejmowania przez Globalfoundries singapurskiego producenta Chartered Semiconductor. Teraz portfolio koncernu wzbogaciło się o Qualcomm.
      Ze niemal stuprocentową pewnością można stwierdzić, że Globalfoundries jest drugim graczem na rynku. We wrześniu ubiegłego roku, a zatem jeszcze przed umową z ARM-em i Qualcommem połączone siły GF i Chartered posiadały 14,6% rynku półprzewodników na zlecenie. Niewiele więcej, bo 15,2% należało do UMC, a rynkowy lider - TSMC - mógł pochwalić się udziałami rzędu 48,6%.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z MIT-u zaprezentowali pierwszy laser z germanu, który generuje fale światła o długości przydatnej w komunikacji. To jednocześnie pierwszy laser germanowy działający w temperaturze pokojowej.
      German, w przeciwieństwie do wielu innych materiałów, może być łatwo wykorzystany we współczesnym przemyśle półprzewodnikowym. Ponadto, co niezwykle ważne, skonstruowanie wspomnianego lasera dowodzi, że, wbrew wcześniejszym przewidywaniom, półprzewodniki z pośrednim pasmem wzbronionym mogą posłużyć do produkcji laserów. To niezwykle ważny krok w kierunku budowy komputerów przesyłających dane, a niewykluczone że i dokonujących obliczeń, za pomocą światła w miejsce elektryczności.
      Rosnąca wydajność obliczeniowa układów scalonych oznacza, że pomiędzy poszczególnymi komponentami komputera trzeba przesyłać coraz więcej danych. Wykorzystywanie do tego celu prądu elektrycznego ma tę wadę, że im szybciej chcemy przesłać informacje, tym więcej energii musimy zużyć. Znacznie bardziej wydajną metodą jest użycie światła, jednak tutaj pojawia się konieczność opracowania taniego sposobu integracji podzespołów optycznych i elektronicznych w jednym układzie scalonym. Wprowadzenie każdego nowego rodzaju podzespołów do układu scalonego to poważne wyzwanie. Trzeba bowiem znaleźć taki materiał, który pozwala na wyprodukowanie pożądanego podzespołu o potrzebnych właściwościach, a który jednocześnie dobrze wiąże się chemicznie z warstwami układu scalonego znajdującymi się pod nim i nad nim. Ponadto proces nakładania nowego podzespołu musi odbywać się w temperaturach i środowisku chemicznym odpowiednich dla innych materiałów tworzących układ scalony. Wiele takich materiałów źle "współpracuje" z krzemem, dlatego np. proces umieszczania w chipie laserów z arsenku galu jest bardzo skomplikowany i kosztowny. Tymczasem techniki pracy z germanem są dobrze poznane, znacznie prostsze i tańsze. German wykorzystywany jest od lat przez większość producentów półprzewodników. Służy on do produkcji rozciągniętego krzemu, w którym elektrony poruszają się szybciej, niż w zwykłym krzemie.
      We współczesnej elektronice wykorzystywane są takie półprzewodniki jak krzem, german czy arsenek galu. Ten ostatni jest materiałem o bezpośrednim paśmie wzbronionym. W środowisku naukowym krążyła opinia, że materiały z pośrednim pasmem wzbronionym nigdy nie wygenerują światła laserowego - mówi Jurgen Michel z Electronic Materials Research Group, który brał udział w opracowaniu germanowego lasera. Tego uczą w szkole - wtóruje mu profesor Lionel Kimerling, szef grupy badawczej.
      Dzieje się tak dlatego, gdyż w półprzewodniku elektron znajdujący się w paśmie przewodzenia może przyjąć jeden z dwóch stanów. W jednym z nich uwalnia energię w postaci fotonu, w drugim - w inny sposób, np. w postaci ciepła.
      W materiałach o bezpośrednim paśmie wzbronionym stan, w którym emitowany jest foton, jest niższym stanem energetycznym. W półprzewodnikach o paśmie pośrednim, niższym stanem jest drugi z nich. Tak więc w sposób naturalny elektron emituje foton tylko w półprzewodnikach o paśmie bezpośrednim.
      Naukowcom z MIT-u udało się jednak zmusić elektrony germanu do przejścia w wyższy, emitujący fotony, stan energetyczny.
      Jedna z metod to wzbogacenie kryształu germanu o fosfor, który posiada pięć zewnętrznych elektronów, podczas gdy german ma ich cztery. Każdy atom fosforu daje zatem jeden dodatkowy elektron, który wypełnia niższy stan energetyczny powodując, że pobudzone elektrony germanu pozostają w stanie wyższym i emitują foton. Z wyliczeń uczonych wynika, że optymalny poziom domieszkowania germanu wynosi 1020 atomów fosforu na każdy centymetr sześcienny germanu. Obecnie udało im się opracować technologię, pozwalającą na domieszkowanie na poziomie 1019 i już zaobserwowano emisję światła laserowego.
      Drugim sposobem na zmuszenie elektronów germanu do przyjęcia wyższego stanu energetycznego jest zmniejszenie różnicy pomiędzy stanem wyższym a niższym, co zwiększa prawdopodobieństwo, iż elektrony znajdą się w wyższym stanie. Aby tego dokonać, uczeni rozciągnęli german umieszczając go w podwyższonej temperaturze na krzemie. Po schłodzeniu krzem nie skurczył się, a stygnące atomy germanu, próbując dopasować się do atomów krzemu, nieco zwiększyły odległości pomiędzy sobą. Odpowiednio manipulując kątem i odległościami wiązań atomowych, uczeni byli w stanie zmienić wartości poziomów energetycznych. Przy okazji, jak pochwalił się Kimerling, jego zespół wynalazł technikę umieszczania germanu na krzemie i kontrolowania całego procesu.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zakończył się proces integracji firm Globalfoundries i Chartered Semiconductor Manufacturing. Utworzyły one przedsiębiorstwo, które będzie działało pod marką Globalfoundries.
      Nowa firma zatrudnia około 10 000 osób. Jej główna siedziba mieści się w Dolinie Krzemowej, a fabryki znajdują się w Singapurze i Dreźnie. W Azji istnieje pięć fabryk wykorzystujących 200-milimetrowe plastry i jedna pracująca na plastrach 300-milimetrowych. Zakład w Dreźnie należy do najnowocześniejszych na świecie i korzysta z 300-milimetrowych plastrów. Nowa fabryka powstaje też w hrabstwie Saratoga w stanie Nowy Jork. W związku z połączeniem fabryki zmieniły nazwy i obecnie zakład w Dreźnie znany jest jako Fab 1, fabryki w Singapurze to Fab 2 do Fab 7, a nowojorska, która ma rozpocząć produkcję w 2012 roku to Fab 8. Do roku 2014 Globalfoundries ma zamiar produkować 1,6 miliona 300-milimetrowych plastrów krzemowych i 2,2 miliona plastrów 200-milimetrowych. W sumie wielkość produkcji będzie odpowiadała 5,8 miliona 200-milimetrowych plastrów.
      Ponadto przedsiębiorstwo ma też ośrodki badawczo-rozwojowe, centra projektowe i wsparcia klienta w USA, Singapurze, Chinach, Japonii, Niemczech, Wielkiej Brytanii i na Tajwanie.
      W roku 2009 łączne obroty Globalfoundries i Chartered wyniosły 2 miliardy dolarów. Nowa firma ma ponad 150 klientów, wśród nich AMD, Qualcomm, STMicro czy IBM-a.
      Obecnie nowa Globalfoundries pracuje z technologiami 40 i 45 nanometrów, a w przyszłości przejdzie na 32-nanometrowy proces produkcyjny z metalową bramką i materiałami o wysokiej stałej dielektrycznej.
×
×
  • Create New...