واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering
واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار»     (HT-CSURE)

واحد مشترک کمکی پژوهش و مهندسی «هوش یار-تواندار» (HT-CSURE)

Hooshyar-Tavandar Common Subsidiary Unit for Research & Engineering

هواپیماهای هیبریدی بوئینگ برای سال 2020 در راه هستند

هواپیماهای هیبریدی بوئینگ در راه هستند


بوئینگ با همکاری جت‌بلو از برنامه‌های خود برای تولید هواپیماهای هیبریدی رونمایی کرد.

به گزارش ایسنا به نقل از دیلی‌میل، دو شرکت بزرگ هواپیماسازی تصمیم گرفته‌اند تا با تاسیس شرکتی جدید به نام "زونوم‌ارو" به صورت اختصاصی بر روی هواپیماهای برقی و هیبریدی کار کنند.

قرار است این کمپانی هواپیماهایی با ظرفیت 10 تا 50 مسافر بسازد که مصرف سوخت آنها به حدی پایین است که فقط در مواقع ضروری از آن استفاده خواهد کرد و می‌تواند زمان سفر و به تبع (پیرو) آن هزینه سفرها را تا 40 درصد کاهش دهد.

بوئینگ اعلام کرده که تا سال 2020 این هواپیما به بازار عرضه خواهد شد.

در آغاز این هواپیماها می‌توانند مسافت‌هایی در حدود 840 کیلومتر را طی کنند و تا سال 2030 این مسافت به 1200 کیلومتر خواهد رسید.

مسئولان زونوم اعلام کرده‌اند که قصد دارند در ابتدا از هواپیماهای خود در 5000 فرودگاه آمریکا برای پروازهای داخلی استفاده کنند.

میزان آلودگی محیط زیست با استفاده از این هواپیماها در مقایسه با هواپیماهای معمولی حدود 80 درصد کاهش خواهد یافت.

فناوری هاریزون ایکس بوئینگ و فناوری ونچرز جت‌بلو در اختیار پروژه تولید این هواپیماهای هیبریدی قرار داده شده است و مسئولان این پروژه اعلام کرده‌اند تلاش می‌کنند اولین آزمایش‌های مربوط به این هواپیما را تا سال 2018 انجام دهند.

Ten Breakthrough Technologies 2017


Ten Breakthrough Technologies 2017

These technologies all have staying power. They will affect the economy and our politics, improve medicine, or influence our culture. Some are unfolding now; others will take a decade or more to develop. But you should know about all of them right now.


Scientists Create a New Kind of Liquid That Can Push Itself Along a Flat Surface

Scientists Create a New Kind of Liquid That Can Push Itself Along a Flat Surface

How the... ?

MIKE MCRAE
25 MAR 2017

Moving a liquid from point A to point B typically requires either a sloping surface or a pump of some sort to apply pressure.

A new kind of material that is in early development requires neither, instead relying on a squirming skeleton of microscopic fibres to move it in a direction, opening the way for a class of fluid capable of worming itself through a channel.

Researchers from Brandeis University in Massachusetts took a hint from nature and investigated how the biomechanical properties of materials called microtubules could be applied to a mixture to make it move in a single direction around a container.

Anybody who has watched a microscopic amoeba stretch out a gloopy arm to pull itself under the coverslip has seen microtubules in action.

Most complex cells, and even a few bacterial ones, contain a network of microtubule fibres collectively called a cytoskeleton, which is responsible for giving the cell its shape and transporting materials around as they twist, bend, shrink, and stretch.

These fibres are made up of a string of proteins called tubulin, which spirals around on itself to form a cylinder about 25 nanometres across.

In this particular case, the researchers used the microtubules found inside the nerves of a cow's brain.

On their own, the mass of fibres would be about as impressive as wet cobwebs. But the researchers found they could turn a watery mixture of cow microtubules into molecular motors by adding a couple of other ingredients.

The first was kinesin, a protein which naturally attaches to the microtubule and 'walks' along its length in a molecular waddle.

Another component was the energy-carrying molecule adenosine triphosphate (ATP), which generally provides a kick of power whenever it donates one of its three phosphates to proteins such as kinesin.

Putting them together, the researchers found the kinesin connected a pair of microtubule strands like a rung on a ladder, and  when powered by the ATP  walked them in opposite directions.

Each kinesin that walked off the end of a fibre was soon replaced by others connecting other fibres, creating a squirming mess of microscopic worms.

Check out in the clip below how these writhing strings of protein slide against each other with help from the kinesin.

The interesting thing about this swirl of fibres was that it produced small whirlpools in the gel-like mixture.

This turbulence could be harnessed to push the fluid in the same direction simply by choosing the right shape for the container.

The researchers stuck to containers they could map mathematically, such as discs and doughnut shaped 'toroids' like the one in the picture up top, finding by picking the right the dimensions of the container the messy churning of the fibres became a steady current in a single direction.

While this only works in containers with precisely the right dimensions, it does scale up, meaning liquids can be encouraged to flow over a number of metres.

Of course once the ATP runs out of phosphate to hand over to the kinesin, the flow grinds to a halt, which would make it unlikely for large scale transport of liquids.

However, there could easily be a role for self-propelled gels in the future of mechanical engineering.

"From a technology perspective, self-pumping active fluids set the stage for the engineering of soft self-organized machines that directly transform chemical energy into mechanical work," the researchers suggest in a summary of their paper.

Even without an application, this research provides insight into the dynamics of moving fluids inside our own cells.

Perhaps one day we'll be seeing 'wet' robotics powering our cybernetic body parts with self-propelled fluids fed by our body's own reserves of ATP.

This research was published in Science.

ساخت باتری آزمایشی با هوا و دی‌اکسیدکربن

ساخت باتری با هوا و دی‌اکسیدکربن


محققان دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا روش جدیدی را برای تولید انرژی از دی‌اکسیدکربن ابداع کرده‌اند که صدها برابر قوی‌تر از انواع دیگر است.

به گزارش ایسنا به نقل از انگجت، دانشمندان یک باتری سلولی شناور ارزان تولید کرده‌اند که بیشتر از محلول‌های آب حاوی دی‌اکسیدکربن محلول یا هوای عادی محلول استفاده می‌کند. از آنجایی که مایعات حاوی غلظت‌های متفاوت دی‌اکسیدکربن هستند، سطوح PH متفاوتی هم دارند و این عدم تعادل باعث تولید برق می‌شود.

در یک باتری سلولی شناور، دو مایع توسط یک غشا از هم جدا می‌شوند تا با یکدیگر ترکیب نشوند اما یون‌ها در میان آن‌ها جریان پیدا می‌کنند. با تبادل یون‌ها بین محلول غلیظ‌تر دی‌اکسیدکربن و محلول هوای عادی، ولتاژ در الکترودهای اکسیدمنگنز هر دو مخزن تغییر می‌کند. این کار به شبیه‌سازی جریان الکترون‌ها میان دو الکترود متصل پرداخته و در نتیجه تولید برق می‌شود.

زمانی که تمرکز یون‌ها عادی می‌شود، می‌توان بطور موثری باتری را با پر کردن مجدد هر مخزن با محلول متضاد و معکوس کردن جریان الکترون‌ها، دوباره شارژ کرد. محققان توانستند این کار را بیش از 50 بار انجام دهند و پس از آن، کاهش عملکرد مشاهده شد.

این باتری در دمای اتاق به کار پرداخته و از مواد و فرآیندهای ارزان استفاده می‌کند. با این حال محققان معتقدند که استفاده از دستاورد آنها در مقیاس بزرگ هنوز مقرون‌ بصرفه نیست. آن‌ها امیدوارند بتوانند این باتری‌ها را به ایستگاههای نیروی سوخت فسیلی ادغام کنند تا از انتشارات گازهای دی‌اکسیدکربن آن‌ها برای تولید انرژی بیشتر استفاده کنند.

این تحقیق در مجله Environmental Science & Technology Letters منتشر شده است.

استفاده از پساب برای تولید برق

استفاده از پساب برای تولید برق

گردآورنده: مریم مصطفی نظری
دی ماه 95

استفاده از پساب برای تولید برق

مقدمه

پیاده سازی و مشاهده تاسیسات تولید انرژی از منابع تجدیدپذیری همچون انرژی خورشیدی و بادی شاید امروزه دیگر تصویری بیگانه برای جوامع بشری نیست، همچنین تولید برق از زباله را می توان در زمره راه کارهای نوین برای تولید برق دانست. اما به تازگی در شهر آرهوس واقع در کشور دانمارک اقدامات جدیدی برای تولید برق صورت گرفته است که پیرو آن دانمارک در آستانه تبدیل شدن به اولین شهر در جهان در زمینه استفاده از انرژی ایجاد شده از پساب و فاضلاب خانگی برای تولید برق مصرفی تاسیسات تصفیه آب در تصفیه خانه های این شهر است. این واحد تصفیه آب در آرهوس در نظر دارد از فاضلاب نیز برای تولید برق مصرفی خانه ها استفاده کند. بر طبق نظریه انرژی جهانی آژانس بین المللی انرژی در سال 2016، میزان انرژی مصرفی در بخش آب تا 25 سال آینده دو برابر خواهد شد. هم زمان با افزایش جمعیت در جهان، سرعت توسعه خدمات آبی کمتر شده و خصوصاً در کشورهای در حال توسعه نیازمند انرژی بیشتری برای دوام یافتن است. لذا باید به دنبال راهی برای تلفیق سیستم های سنتی با نوین و چه بسا حذف راه کارهای قدیمی و جایگزین شدن آنها با راه حل هایی کارآمد تر بود.

واحد تصفیه آب مارسلیزبورگ (Marselisborg)

هدف اصلی تصفیه خانه آب مارسلیزبورگ از به کارگیری فناوری تولید برق از پساب این است که بیش از 192 درصد از انرژی مورد نیاز برای تاسیسات تصفیه خانه را از این راه تولید کرده و برای حدود 200 هزار شهروند ساکن در آن منطقه آب آشامیدنی سالم فراهم کند. هم اکنون این واحد قادر به تامین بیش از 150 درصد از برق مورد نیاز خود بوده و استفاده از تاسیسات پیشرفته در این زمینه راهی را برای خودکفایی واحد تصفیه برای تولید برق فراهم کرده است. برق مازاد تولید شده برای راه اندازی پمپ های آب و به منظور توزیع آب آشامیدنی مورد استفاده قرار خواهد گرفت و در نهایت مابقی برق تولید شده از طریق تاسیسات برقی شبکه قدرت به واحد شبکه برق سراسری تزریق می شود.

استفاده از پساب برای تولید برق

البته لازم به ذکر است که این فناوری یک دانش جدید محسوب نمی شود و موفقیت و اجرای آن در آرهوس مدیون مقررات زیست محیطی سخت گیرانه در خصوص تخلیه فاضلاب و دستورالعمل های مبنی بر کاهش آلاینده های نیتراتی و فسفاتی است. همچنین این فناوری با کنترل فشار روزانه و فصلی بر لوله ها توانسته است هزینه های تعمیر و نگهداری را تا چندین برابر کاهش دهد.

روند اجرایی در این فناوری را می توان به طور خلاصه اینگونه ترسیم کرد که در ابتدا پساب و فاضلاب در گوارنده هایی(digesters) مملو از باکتری پردازش می شوند تا مواد آلی آنان تجزیه شده و فاضلاب در دمای ثابت 100.4 درجه فارنهایت (38 درجه سانتیگراد) بیوگاز (اکثراً متان به همراه گازهای دیگر) تولید می کند که با سوزاندن آن علاوه بر تولید حرارت می تواند تولید کننده برق نیز باشد. از این رویه در بسیاری از کارخانه های تصفیه آب برای جلوگیری از انتشار گازهای گلخانه ای زیان آور استفاده می شود ولی تا کنون هیچ کدام از این کارخانه ها تلاشی برای مهار برق تولید شده از این فرایند و استفاده مجدد از آن را نکرده اند.

هزینه های اولیه برای توسعه تاسیسات مجرای فاضلاب واحد تصفیه آب مارسلیزبورگ در کشور دانمارک حدود 3 میلیون یورو محاسبه شده است. ولی مدیران اجرایی پروژه و مسئولان آب آرهوس بر این باورند که این سیستم جدید به لطف هزینه های پایین تعمیر و نگهداری و مزیت مازاد آن در خصوص فروش برق اضافی به شبکه برق و علاوه بر این با تامین ملزومات گرمایشی منطقه می تواند ظرف مدت کوتاهی حدودا تا 5 سال هزینه مصرفی خود را جبران کند.

استفاده از پساب برای تولید برق

نکته حائز اهمیت و خوشایند این نگرش، فرهنگ سازی صورت گرفته در دیگر شهرهای جهان است که منجر به پیش قدم شدن آنها برای بهره گیری از این تاسیسات شده است. از جمله شهرهای دیگر دانمارک مانند کپنهاگن و دیگر شهرهای جهان مانند شیکاگو و سن فرانسیکو نیز به دنبال راهی برای همانند سازی سیستم آرهوس هستند تا بتوانند مزیت های انرژی بازیافتی فاضلاب را به دست آورند.

تحلیگر انرژی آژانس بین المللی انرژی، مولی والتون معتقد است همانند سازی تجربه و عملکرد کشور دانمارک کار ساده ای نیست. طبق اظهارات او مصرف انرژی در بخش آب را می توان تقریباً به آسانی اندازه گیری کرد اما میزان بهره وری انرژی هنوز کاملاً مشخص نشده است، خصوصاً اینکه یک سرمایه اولیه مورد نیاز است که می تواند به طور چشمگیری هزینه آب را افزایش دهد. علاوه بر این، کارخانه تصفیه آب باید به اندازه کافی بزرگ باشد تا بتواند بیوگازهای کافی تولید کند. بعلاوه اگر فاضلاب با طوفان یا آب های زیرزمینی رقیق شده باشد، فرآیند بازیابی انرژی دشوارتر خواهد شد.

منبع:

https://www.newscientist.com/