Батарея-оригами и аккумулятор из песка. Революция в сфере элементов питания. Батареи песочные
какие бывают, песочные, кварцевые, алюминиевые, гелевые батареи
Радиаторы, или батареи – элементы системы отопления, которые излучают тепло в пространство комнаты. Строительный рынок предлагает большой ассортимент моделей и конструкций отопительных батарей из различных материалов.
Google+
Vkontakte
Odnoklassniki
Какие бывают виды радиаторов отопления для частного дома
Большинство загородных жилищ обустроено автономной системой отопления.
Это позволяет регулировать температуру внутри помещения и расходы на обогрев частного дома, а также использовать терморегулирующие устройства.
Преимущества автономной системы перед централизованным отоплением:
- Контроль расхода теплоносителя и экономия денежных трат.
- Использование нескольких отопительных котлов в одной системе, работающих на различных видах топлива, позволяет организовать отопление без перебоев.
- Возможность использования в качестве теплоносителя жидкости с требуемыми свойствами: антикоррозионной, незамерзающей.
Недостатки:
- Необходимость самостоятельно контролировать уровень безопасности и возможные поломки приборов отопления. Ответственность за работу системы.
- Необходимость выделить площадь для размещения котельной, котла, коллектора.
- Самостоятельный монтаж системы отопления, выбор котлов и другого теплового оборудования, что требует некоторых знаний из области строительства и теплоэнергетики.
В ходе проектирования системы встают вопросы о выборе вида энергоносителя, теплоносителя, котла и радиаторов.
Чугунные
Традиционные батареи отопления стран СНГ. Их отливают из чугуна. Отличаются в
ogon.guru
Батарея-оригами и аккумулятор из песка. Революция элементов питания
Посмотрев правде в лицо, скажем: единственное, что удерживает человечество от сильнейшего технологического рывка — это проблемы сохранения и передачи энергии. Современные аккумуляторы не успевают за аппетитами наших гаджетов, и от этого иногда становится грустно. Выше нос! Оказывается, все разработки уже давно готовы. Осталось только воплотить их в жизнь.Для начала разберемся с тем, что же нового нам могут предложить ученые мира и какие технологии выглядят наиболее реалистичными.
Твердотельные аккумуляторы
Научные сотрудники Массачусетского технологического университета уверены: твердотельные аккумуляторы работают лучше, чем литий-ионные. Кроме того, они безопасные, долговечные и более емкие. На данный момент мы используем литий-ионные батареи, в которых используются жидкие электролиты. Они легко воспламеняются, обладают ограниченным сроком эксплуатации и быстро достигают своего предела эффективности.
Твердотельные аккумуляторы можно перезаряжать сотни тысяч раз, прежде чем их жизненный цикл окончится. Также они безопасны, а значит — применимы для автомобилей.
Аккумулятор с утроенной емкостью
Тот же Массачусетский университет представил и другое решение: нано-аккумулятор с утроенной емкостью, по сравнению с теми предложениями, которые мы можем найти на рынке. Чтобы зарядить такой, понадобится всего лишь 6 минут. Они относительно долговечные, а производство такой батареи неприлично дешевое. Так что вскоре мы увидим их на прилавках.
Аккумулятор из алюминия и графита
Стэнфордский университет презентовал собственную разработку — батарею из алюминия и графита. Она умеет заряжать смартфон полностью всего лишь за минуту, кроме того батарея довольно гибкая и долговечная. Заряжается она за считанные минуты. Такой аккумулятор, однако, не очень емкий — он удерживает только половину от того заряда, который вмещают литий-ионные батареи. С другой стороны, столько преимуществ и один недостаток!
Альфа-аккумулятор
Алюминиево-воздушная батарея нового поколения способна удержать в 40 раз больше заряда, чем литий-ионные варианты. Чтобы перезарядить, ее нужно полностью наполнить водой — соленой или пресной. Заряда хватит на 14 дней — именно такой срок дают ее разработчики, Fuji Pigment. Конечно, аналитики считают, что это идеальный вариант для автомобилей. Появления Альфа-батареи стоит ждать уже в конце этого года.
Гибкий аккумулятор
Университет штата Аризона предложил использовать гибкий аккумулятор, принцип работы и форма которого вдохновлены японским искусством оригами. Поэтому, например, такую батарею можно применять в качестве ремешка для умных часов, создания одежды-аккумулятора и многого другого. Прототип пока что довольно велик по размеру, зато им получилось зарядить Samsung Gear 2. Аккумулятор эластичен и не прекращает работу, пока вы мнете его в руке. Производство не требует особых затрат или новых технологий. Удивительно, но оригами-батарея использует существующие наработки, поэтому вполне возможно, что мы увидим тонкий и гибкий аккумулятор уже совсем скоро.
Сила трения
Электричество можно добывать и из собственной кожи. Для сбора тока используется электрод, а тончайшая (10 нанометров) золотая пленка как раз идеальна для такой роли. Тысячи маленьких силиконовых элементов помогут создать максимальную поверхность для контакта с кожей, а значит — зафиксировать больше фрикций. Третий слой аккумулятора — это наша кожа, которая выполняет роль трибоэлектрического покрытия — то есть такого, которое способно создавать заряд при трении. Вуаля, батарея готова!
От технологий переходим к конкретным примерам. Вы удивитесь, но аккумуляторы, которые раньше вам могли только присниться, уже созданы, и больше того — многие из них находятся в продаже.
Lumopack: зарядите iPhone 6 за 6 минут
Аккумулятор, нацеленный на скоростное восполнение заряда, уже может похвастаться собственными достижениями. К примеру, он способен полностью зарядить iPhone 6 всего за 6 минут. А чтобы вернуть Lumopack в рабочее состояние, понадобится еще 30 минут. Стоимость аккумулятора составляет $79.
Jenax — оригами-батарея
Технология, описанная выше, уже нашла свое воплощение в аккумуляторе Jenax. У компании J.Flex получилось создать гибкую батарею, которая гнется так же, как бумага. При этом аккумулятор водонепроницаем, а значит, его можно использовать для производства одежды или аксессуаров для носимых гаджетов. На данный момент Jenax прошел все проверки на безопасность: батарею согнули и разогнули более 200 000 раз, и она по-прежнему работает.
uBeam — энергия по воздуху
С помощью ультразвука батарея uBeam способна передавать электричество. Заряд преобразуется в звуковые волны и затем конвертируется обратно, когда достигает девайса. Создательница uBeam, астробиолог Мередит Перри, утверждает, что для передачи заряда нужна небольшая плитка толщиной в 5 мм. А смартфону или другому девайсу, принимающему энергию, потребуется лишь крохотный приемник.
Батарея на росе: очень круто
Эта разработка находится на ранней стадии, но только подумайте: специалисты Массачусетского университета нашли способ добывать энергию из росы. В прототипе используются тонкие металлические пластины, которые улавливают крошечные капельки воды в воздухе и вырабатывают электричество из них. В дальнейшем эту технологию планируют использовать там, где других источников энергии попросту нет.
StoreDot заряжает телефон за 30 секунд
Аккумулятор StoreDot, который совместим с большинством современных смартфонов, использует технологию, разработанную в университете Тель-Авива. Демонстрация показала, что StoreDot может зарядить Samsung Galaxy S4 за 30 секунд. Внутри аккумулятора — органические полупроводники, которые состоят из пептидов. StoreDot также обещают выпустить такую же батарею для автомобилей и говорят, что она сможет восполнить заряд за 3 минуты. Ожидать новинку стоит к 2017 году, а вот цена уже заявлена — $30.
Прозрачная батарея: во-первых, это удобно
Такую показала Alcatel: прозрачное покрытие на экране мобильного телефона оказалось солнечной батареей, которая пригодна для зарядки устройства. Для начала работы достаточно просто выложить гаджет на солнце. Удобный аккумулятор будет доступен в следующем году.
Energous WattUp — это вам не радио слушать
Больше всего похожий на роутер, девайс Energous WattUp передает энергию с помощью радиоволн. Новинку представили на конференции CES 2015. Чтобы начать зарядку, ваш смартфон нужно подключить к небольшому чипу-приемнику. Максимальное расстояние, на которое Energous WattUp сможет передать заряд, — 6 метров. Проблема только в том, что ждать крутой аккумулятор придется долго — он появится лишь в следующем году.
Органическая батарея: очень, очень дешево
Один из возможных сценариев развития аккумуляторов — органические батареи. Например, специалисты из Массачусетского университета создали устройство, работа которого будет стоить очень дешево. Так, производство одного киловатт-часа этой органической батареи стоит $27. Для металлических аккумуляторов эта сумма равна $700. Для создания этого девайса используют молекулы хинона. Батарея, сделанная по такой технологии, не ограничена размерностями и может быть как крохотной, так и очень масштабной.
Песчаная батарея: знакомые все лица
Использование песка в аккумуляторе — одна из самых гениальных догадок. Ведь технология остается той же, что и в литий-ионных батареях. Только в новом варианте песок замещает собой графит в анодах. Вследствие этого снижается стоимость и токсичность аккумулятора. А работает такая песчаная батарея втрое лучше. Вообще ученые Калифорнийского университета искали способ добыть наносиликон, который нужен для такого аккумулятора. Производить его очень дорого и сложно. А вот если взять песок, очистить, смешать с солью и марганцем и нагреть, — получится то, что нужно.
Нанобатарея — очень маленькая
Нанобатарея в 80 000 раз тоньше, чем человеческий волос, зато ее емкость превышает средний показатель в три раза. Чтобы зарядить такой аккумулятор, потребуется лишь 12 минут. Жизненный цикл выдержит несколько тысяч перезарядок. Ее сделали сотрудники университета Мэриленда: они создали «нанопоры», размещенные по принципу пчелиных сот.
По материалам Pocket-lint.
lifehacker.ru
IT-World: Песочные батареи для гаджетов
TechnoGuideМир технологийНовинки
Евгений Курышев | 31.07.2014Молодые исследователи из колледжа при Университете Калифорнии в Риверсайде (США) разработали литий-ионную батарею, анод которой сделан из кварцевого песка и по своим свойствам втрое превосходит современные стандарты.
Автор изобретения, студент Захари Фэйворс (Zachary Favors), пришел к идее так. Гуляя по пляжу, он взял в ладонь обычный песок и вдруг осознал, что основная составляющая песка, кварц (SiO4), вполне может стать перспективным материалом для использования в источниках питания. По мнению молодого исследователя, это своеобразный священный Грааль для аккумуляторных батарей: дешев, нетоксичен и прост в добыче.
Для того чтобы убедиться в этом, давайте вспомним, как устроена литий-ионная батарея. Она состоит из двух разделенных камер (емкостей). Когда аккумулятор подпитывается, позитивно заряженные ионы лития перемещаются с одной стороны батареи на другую (от катода к аноду). Это создает дисбаланс внутри элемента: около анода избыток отрицательного заряда, а около катода – избыток положительного. Как только анод и катод соединяются (например, если вставить батарею в соответствующее электронное устройство), появляется ток.
Целью научной работы стало улучшение свойств анода, который в большинстве литий-ионных батарей делают из графита. Однако данный материал не соответствует растущим запросам электроники, поэтому ведется активный поиск альтернатив. В рамках эксперимента Фэйворс взял образец песка, очистил его и в результате выделил кремний. В процессе очистки сформировалась губковая наноструктура, которая и стала ключом к улучшению свойств батарей.
Усовершенствованные таким способом литий-ионные источники, применяющиеся в транспортных средствах, смогут работать втрое дольше, чем сегодня, убежден автор. То же самое касается любых электронных гаджетов, использующих данный тип батареи.
Ключевые слова: портативные аккумуляторы
Об авторах
Евгений Курышев
Журналистскую деятельность начал в 2004 году с работы редактором новостной службы информационного портала hifiNews.RU. В период с 2007 по 2010 гг. сотрудничал с различными российскими IT-изданиями в качестве внештатного автора. С марта 2010 года по сентябрь 2014 года работал редактором IT-изданий в Finestreet Media Group (IT-World.RU, IT-Weekly.RU, allCIO.RU, IT Expert, IT News, IT Manager). С сентября 2014 по март 2018 года занимал должность главного редактора веб-портала IT-Weekly.RU. В настоящее время продолжает сотрудничество с журналом IT News в качестве обозревателя.
www.it-world.ru
Батарея-песочные часы будет работать от гравитации
Ученые из Массачусетского технологического института (США) предложили инновационный подход к созданию батареи. Работать новый аккумулятор будет по тому же принципу, что и песочные часы — производить энергию за счет земной гравитации.
Система функционирует очень просто. Есть положительный и отрицательные выводы; электроны производятся в ходе химических реакций внутри батареи и скапливаются на отрицательном выводе, так как отрицательно заряжены. Соедините провод между двумя выводами, и электроны потекут к положительному. Сам по себе процесс не будет полезен, но провод также соединяет «нагрузку» — лампу накаливания, двигатель, радиолинию, — и устройство снабжается энергией.
Жидкостно-потоковые батареи были впервые разработаны в 1970-х годах. Свое название аккумуляторы получили, так как материалы, использованные для положительных и отрицательных электродов, был жидкими и разделялись мембраной. Но такие батареи требовали сложных систем, включая емкости, насосы и клапаны. Поддерживать работоспособность таких аккумуляторов было сложно, так как существовало множество возможностей утечек жидкости и прорывов.Поэтому Йет-Мин Чан и его коллеги из Массачусетского технологического института придумали альтернативный дизайн для жидкостно-потоковых батарей — такой, который использует гравитацию как насос, значительно понижая сложность системы и ее стоимость.
Устройство больше похоже на оконное стекло, а не на песочные часы, но принцип работы тот же: глинистая жидкость, содержащая заряженные частицы, перетекает от одного конца к другому через узкий канал. Можно влиять на скорость, с которой производится энергия, просто меняя угол наклона устройства, так же как переворачивание песочных часов может замедлить или ускорить поток песчинок.
Пока разработка батареи находится на стадии экспериментального дизайна, но Чан и его команда уверены, что смогут построить рабочий прототип. Изобретение можно будет использовать на ветряных и солнечных электростанциях в качестве крупных сетевых накопителей энергии.
www.gismeteo.ru
08.07.2016
Интересно почитать
ecoteco.ru
GISMETEO.RU: Батарея-песочные часы будет работать от гравитации - 8 июля 2016 | События
Ученые из Массачусетского технологического института (США) предложили инновационный подход к созданию батареи. Работать новый аккумулятор будет по тому же принципу, что и песочные часы производить энергию за счет земной гравитации.
© Yet-Ming Chiang et al./MIT
Система функционирует очень просто. Есть положительный и отрицательные выводы; электроны производятся в ходе химических реакций внутри батареи и скапливаются на отрицательном выводе, так как отрицательно заряжены. Соедините провод между двумя выводами, и электроны потекут к положительному. Сам по себе процесс не будет полезен, но провод также соединяет «нагрузку» лампу накаливания, двигатель, радиолинию, и устройство снабжается энергией.
Жидкостно-потоковые батареи были впервые разработаны в 1970-х годах. Свое название аккумуляторы получили, так как материалы, использованные для положительных и отрицательных электродов, был жидкими и разделялись мембраной. Но такие батареи требовали сложных систем, включая емкости, насосы и клапаны. Поддерживать работоспособность таких аккумуляторов было сложно, так как существовало множество возможностей утечек жидкости и прорывов.Поэтому Йет-Мин Чан и его коллеги из Массачусетского технологического института придумали альтернативный дизайн для жидкостно-потоковых батарей такой, который использует гравитацию как насос, значительно понижая сложность системы и ее стоимость.
Устройство больше похоже на оконное стекло, а не на песочные часы, но принцип работы тот же: глинистая жидкость, содержащая заряженные частицы, перетекает от одного конца к другому через узкий канал. Можно влиять на скорость, с которой производится энергия, просто меняя угол наклона устройства, так же как переворачивание песочных часов может замедлить или ускорить поток песчинок.
Пока разработка батареи находится на стадии экспериментального дизайна, но Чан и его команда уверены, что смогут построить рабочий прототип. Изобретение можно будет использовать на ветряных и солнечных электростанциях в качестве крупных сетевых накопителей энергии.
www.gismeteo.ru
Эта жидкая аккумуляторная батарея «песочных часов» работает на гравитации
Ученые в Массачусетском технологическом институте разработали гениальную новую концепцию для батареи, которая работает с одним и тем же фундаментальным принципом, как песочные часы, - она полагается на гравитацию для генерирования энергии. Они описали устройство в недавней работе по Energy and Environmental Science .
Фундаментальная концепция батареи довольно проста. Существует положительный и отрицательный терминал; электроны создаются химическими реакциями внутри батареи и собираются на отрицательном конце, потому что они отрицательно заряжены. Подключите провод между двумя клеммами, и электроны будут поступать на положительную клемму. Это не помогло бы само по себе, но провод обычно также соединяет «нагрузку» - лампочку, двигатель, радиосхему - и энергия используется для питания этого устройства.
Жидкостные проточные батареи были впервые разработаны еще в 1970-х годах, так называемые, потому что материалы, используемые для положительных и отрицательных электродов, находятся в жидкой форме, разделенной мембраной. Можно использовать любое количество химических соединений, за исключением того, что вместо твердых плит батарея использует мелкие частицы в жидкой суспензии. Но даже батареи с жидкостным потоком обычно требуют сложных систем с резервуарами для хранения, насосами и клапанами. Это дорого стоит, так как существует гораздо больше возможностей для утечек или сбоев.
Итак, все же Минг Чанг и его коллеги из Массачусетского технологического института придумали альтернативную концепцию конструкции для батарей с жидкостным потоком, которая просто опирается на гравитацию в качестве насоса, существенно уменьшая сложность всей системы и, следовательно, общую стоимость.
Устройство больше похоже на оконное стекло, чем на традиционные песочные часы, но концепция одинаков: суспензия, содержащая частицы, течет от одного конца к другому через узкий канал. Вы можете изменить скорость, с которой производится энергия, просто переместив угол устройства, так же как опрокидывание песочных часов или таймера яйца может замедлить или ускорить поток песчинок с одного конца на другой.
На данный момент это всего лишь доказательство концепции, но Chang et al . уверены, что они могут построить жизнеспособный прототип. И когда они это делают, это может оказаться игровым устройством для, скажем, масштабирования ветровых и солнечных энергетических систем, обеспечивая более крупные системы хранения с сеткой.
За последние годы в увлекательной работе появилось множество интересных идей для новых батарей. Например, еще в 2006 году команда исследователей MIT во главе с Анжелой Белчер создала новую технологию батарей, основанную на генетически модифицированном вирусе M13, достаточно мала и достаточно гибкая для питания крошечных датчиков, способных обнаруживать рак или подобное заболевание при имплантации в организм человека.
Sony разработала прототип биотехнологической батареи (технически топливный элемент), в которой используется глюкоза (сахар из сладких напитков, таких как японский напиток Pocari Sweat ) для питания четырехэлементной матрицы. Кровь - еще один хороший источник глюкозы, и да, японские исследователи придумали топливный элемент, который работает на материале, как и команды Политехнического института Ренсселера и Университета Британской Колумбии в Ванкувере, Канада ( последняя предназначена для питания кардиостимуляторы, например).
На самом деле, несколько лет назад дизайнер Майк Томпсон создал «лампу крови», что требует от пользователей сломать верхнюю часть луковичного стекла, порезать палец на зубчатой кромке, а затем смешать таблетку с собственной кровью, чтобы создать свет:
Это наглядное напоминание о том, что вся энергия имеет внутреннюю стоимость.
[ Энергетика и экология , через Nanowerk News ]
Кровеносная лампа учит вас трудному путиВозможно, вам будет лучше опускать ваш углеродный след, если вам нужно осветить свой дом ...
Прочитайте большеru.upost.info
Как обычный песок поможет увеличить срок службы батарейки
Аккумуляторы, которыми все привыкли пользоваться, имеют аноды на основе графита. Но инженеры больше не могут повысить производительность данного материала, так как она достигла своего предела. Это обстоятельство вынудило специалистов искать
Аккумуляторы, которыми все привыкли пользоваться, имеют аноды на основе графита. Но инженеры больше не могут повысить производительность данного материала, так как она достигла своего предела. Это обстоятельство вынудило специалистов искать ему замену, в том числе и в сфере нанотехнологий. Тем более неожиданным оказалось открытие, позволяющее использовать для этих целей обычный песок.
Чаще всего в качестве альтернативы нанотехнологи пытались использовать кремний. Однако он оказался не на много функциональней графита, так как очень быстро изнашивался. К тому же, производство наночастиц кремния представляет собой довольно трудоемкий процесс.
Способ, который предложили сотрудники университета Калифорнии в Риверсайде, отличается простотой и необычностью. Они установили, что обычный песок способен в три раза повысить производительность любого аккумулятора. Поэтому аренда экскаватора погрузчика для добычи песка поможет миллионам гаджетов работать без подзарядки втрое дольше обычного.
Автором проекта выступает инженер Закари Фейворс. На необычную идею его натолкнул серфинг во время отдыха. Ученый знал, что структуру песка составляет кварц или диоксид кремния, однако более детальным изучением вопроса Закари Фейворс никогда не занимался.
Как сообщает издание Scientific Reports, инженер взял несколько проб песка, богатого кварцем, для исследования в своей лаборатории. Путем измельчения ученый довел его до состояния гранул, диаметр которых составлял всего несколько нанометров. После этого была проведена многоэтапная очистка, которая превратила песок в некое подобие сахарной пудры.
Далее в порошкообразный песок исследователь добавил соль вперемешку с магнием с последующим нагреванием образованной смеси. В данном процессе соль выполняла функцию теплопоглощающего материала, а магний извлекал кислород из состава кварца, что дало на выходе чистый кремний.
Последующие исследования показали, что его метод позволяет получать наночастицы кремния с чрезвычайно пористой структурой, напоминающей губку. Как известно, именно пористость играет одну из ключевых ролей в повышении эффективности аккумуляторных анодов, так как она может обеспечить намного более обширную площадь поверхности.
Закари Фейворс и его команда создали экспериментальную литиево-ионную батарейку, которая размером была не больше мелкой монеты. Выбор анода, полученного из измельчённого песка, наделил аккумулятор производительностью, которая оказалась в три раза выше, нежели при применении привычного графитового анода. Сейчас команда работает над переносом методики на производство «песочных» аккумуляторов большего размера.
econet.ru
