پروژه ژاپن برای فرستادن انرژی خورشیدی از فضا به زمین

ژاپن تا ۲ سال دیگر انرژی بی‌نهایت را از فضا به زمین می‌آورد

ژاپن و آژانس فضایی این کشور موسوم به JAXA چند دهه‌ است که تلاش کرده‌اند تا انرژی خورشیدی را از فضا به زمین بتابانند.

کشور ژاپن که در سال ۲۰۱۵ در زمینه انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا به موفقیت دست یافته، اکنون سعی بر این دارد که تا سال ۲۰۲۵ بتواند انرژی خورشیدی را از فضا به زمین ارسال کند.

 

ژاپن و آژانس فضایی این کشور موسوم به JAXA چند دهه‌ است که تلاش کرده‌اند تا انرژی خورشیدی را از فضا به زمین بتابانند.

 

در سال ۲۰۱۵ بود که دانشمندان JAXA با موفقیت ۱.۸ کیلووات نیرو که انرژی کافی برای تغذیه یک کتری برقی است را در فاصله بیش از ۵۰ متری به یک گیرنده بی‌سیم منتقل کردند. اکنون ژاپن آماده است تا این فناوری را یک قدم به واقعیت نزدیک‌تر کند.

 

پایگاه ژاپنی Nikkei گزارش داده است که یک مشارکت دولتی-خصوصی در ژاپن تلاش خواهد کرد تا انرژی خورشیدی را در اوایل سال ۲۰۲۵ از فضا به زمین ارسال کند.

 

این پروژه به رهبری نائوکی شینوهارا، استاد دانشگاه کیوتو که از سال ۲۰۰۹ روی انرژی خورشیدی مبتنی بر فضا کار می‌کند، تلاش خواهد کرد تا مجموعه‌ای از ماهواره‌های کوچک را در مدار زمین مستقر کند. سپس این تاسواره‌ها سعی خواهند کرد آن میزان از انرژی خورشید را که آرایه‌های خورشیدی آنها جمع‌آوری می‌کنند به ایستگاه‌های دریافتی زمینی در فاصله صدها کیلومتری بتابانند.

 

استفاده از صفحات خورشیدی مداری و امواج مایکروویو برای ارسال انرژی به زمین برای اولین بار در سال ۱۹۶۸ پیشنهاد شد. از آن زمان، چند کشور از جمله چین و ایالات متحده، زمان و هزینه خود را صرف پیگیری این ایده کرده‌اند.

 

این فناوری جذاب است، زیرا آرایه‌های خورشیدی مداری یک منبع انرژی تجدید پذیر بالقوه نامحدود را نوید می‌دهند.

 

در فضا، پنل‌های خورشیدی می‌توانند انرژی را بدون توجه به زمان شبانه‌روز جمع‌آوری کنند از امواج مایکروویو برای ارسال نیرویی که تولید می‌کنند، استفاده کنند. وجود ابرها نیز جای نگرانی ندارد و اختلالی در این روند ایجاد نمی‌کند.

 

با این حال، حتی اگر ژاپن با موفقیت مجموعه‌ای از آرایه‌های خورشیدی مداری را مستقر کند، این فناوری همچنان به داستان‌های علمی-تخیلی نزدیک‌تر خواهد بود تا واقعیت، چرا که تولید آرایه‌ای که بتواند یک گیگاوات انرژی، معادل تقریباً خروجی یک راکتور هسته‌ای را تولید کند، با فناوری‌های موجود در حال حاضر حدود هفت میلیارد دلار هزینه دارد که به هیچ عنوان مقرون به صرفه نیست.

پیگیری توسعه فناوری همجوشی هسته ای در چین

خورشید مصنوعی چینی بازهم رکورد زد

چین با بهره برداری موفقیت آمیز از خورشید مصنوعی تریلیون دلاری خود به دستاوردی اساسی در توسعه فناوری همجوشی هسته ای دست یافته است. این پیشرفت انقلابی می تواند پیامدهای گسترده ای برای بازارهای جهانی انرژی داشته باشد و منبع انرژی پاک، تجدید پذیر و بالقوه نامحدودی را فراهم کند. راکتور همجوشی چینی نوعی دستگاه گرما هسته ای است که از پلاسمای فوق داغ و آهنرباهای قدرتمند برای تولید همجوشی هسته ای استفاده می کند.

این فرآیند دو عنصر سبک مانند هیدروژن یا هلیوم را در دماها و فشارهای بسیار بالا برای تولید انرژی ترکیب می کند. از دهه ۱۹۵۰ در دست توسعه بوده است، اما اخیراً به نقطه ای رسیده است که می توان از آن به صورت تجاری استفاده کرد.

هدف از این فناوری ایجاد یک شکل جایگزین از تولید انرژی است که هم پاک و هم قابل تجدید باشد. همجوشی هسته‌ای برخلاف سوخت‌های فسیلی هیچ انتشار کربنی ندارد، به این معنی که منجر به تغییرات آب و هوایی یا آلودگی هوا نمی‌شوند.

علاوه بر این، مقدار سوخت مورد نیاز برای مقدار معینی از انرژی خروجی بسیار کمتر از سایر اشکال تولید انرژی است و در دراز مدت آن را مقرون به صرفه می کند. طراحی راکتور همجوشی چینی بر اساس دهه‌ها تحقیق در مورد دستگاه‌های هسته‌ای و سیستم‌های محصور مغناطیسی است که برای محتوی ذرات پلاسمای داغ در دما و فشار بسیار بالا استفاده می‌شود.

این راکتور از آهنرباهای قدرتمند استفاده می‌کند که در یک ظرف دونات شکل معروف به "توکامک" قرار گرفته‌اند که پلاسمای داغ را در داخل محدود می‌کند و در عین حال سطح دما و فشار آن را نیز کنترل می کند. علاوه بر این، از سیستم های خنک کننده مختلفی برای اطمینان از اینکه تمام اجزا در طول عملیات در پارامترهای عملکرد ایمن باقی می مانند، استفاده می شود.

در نهایت، ابتکارات تحقیقاتی فعلی در چین در رابطه با خورشیدهای مصنوعی بر بهبود پایداری و کارایی و در عین حال کاهش هزینه‌های مربوط به ساخت چنین رآکتورهایی تمرکز دارد. علاوه بر این، محققان در حال مطالعه کاربردهای بالقوه برای این راکتورها فراتر از تولید الکتریسیته، از اکتشاف فضا گرفته تا ایجاد مواد جدید با خواص منحصر به فردی هستند که امروزه در طبیعت یافت نمی شوند.

این دستاورد جدید نقطه عطف مهمی برای برنامه تحقیقات هسته ای چین است و ممکن است کشورهای دیگر در سراسر جهان را برای پیگیری پروژه های مشابه در آینده ترغیب کند. این دستاورد نه تنها نشان دهنده قدرت فناوری چین در توسعه فناوری های پیشرفته مانند این است، بلکه امیدی برای آینده ای پایدارتر از طریق ابزارهای پاک تر تولید انرژی ایجاد می کند.

منبع: خبر آنلاین

روش تازه ای برای آتش دادن بهینه نفت روی آب

نوع تازه ای از آتش کشف شد (+ عکس و فیلم)

دیجیاتو - بسیاری از دانشمندان در گذشته، آتش را یکی از چهار عنصر اصلی تشکیل دهنده جهان می دانستند، و این عنصر همواره مورد توجه ویژه قرار داشت، اما ظاهراً آنها قصد دارند تصور عام از آتش را دگوگون سازند.

 

 

همان طور که می دانید تشکیل شعله های زردرنگ، نشان از ناپاک بودن آتش دارد. رنگ های گرم به منزله واکنش احتراق ناقص هستند که دوده، دود و دیگر گازهای ناسالم را به وجود می آورند. اما زمانی که شعله به رنگ آبی دیده شود، سوختن به صورت کامل و تقریباً عالی صورت گرفته و آلاینده های کمتری نیز تولید می شود، هرچند این نوع احتراق را به ندرت می بینیم.

دانشمندان به تازگی نوع جدیدی از آتش شفاف به رنگ آبی کشف کرده اند که نویدبخش سوخت پاک است. آنها هیچگاه چنین شعله ای را به رنگ آبی و بنفش شاهد نبوده اند و حال با این روش جدید، فرصت ها و کاربردهای متعددی به ذهنشان رسیده.

 

در مقاله ی منتشر شده در این رابطه، مهندسین دانشگاه مریلند می گویند این شعله چرخان آبی می تواند راه بهتری برای سوزاندن نفت های پخش شده در سطح دریا باشد. روش احتراق فوق به شکل زیر است:

ابتدا مهندسین یک سوخت مایع (n-هپتان) را روی سطح آب در محفظه شیشه ای گرد ریخته و سپس آن را شعله ور می سازند. آتش، اکسیژن موجود را بلعیده و در نتیجه هوای محیط از طریق روزنه ی کوچکی که در کنار محفظه تعبیه شده، با سرعت بالا و زاویه ای خاص به سمت شعله می وزد، و گردبادی از آتش را به وجود می آورد.

سپس برای مهار آتش زرد رنگ و طوفانی، جریان ثابت سوخت از قسمت زیرین به درون شعله پاشیده می شود. در نتیجه، شعله در مرکز محل پاشش کوچک شده و به شکلی که می بینیم در می آید. البته زمانی که سوخت تزریقی تمام شود، آتش نیز از بین می رود.

 

محققین هنوز به خوبی ویژگی های دینامیک سیالات این شعله چرخان آبی را درک نکرده اند، اما می گویند به سادگی می توان آن را برای مدت های طولانی کنترل کرد. در مقاله فوق عنوان شده که شعله آبی به مدت 8 دقیقه تا زمان قطع کردن منبع سوخت، حفظ شده است.

البته این پروژه فعلاً در حد یک تجربه آزمایشگاهی به شمار می رود، اما احتمال سوزاندن نفت به شیوه ای پاک و بهینه روی سطح آب، بسیار جالب خواهد بود، ضمن اینکه شعله آبی چرخان بسیار زیباست.

در ادامه ویدئوهای نحوه ساخت این شعله زیبا را تماشا کنید:

دانلود فیلم

تولید برق با الهام از پوست راه راه گور خر! (+عکس)

پژوهشگران موسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی یک ژنراتور ترموالکتریک (TEG) انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر را ساخته اند که از بخش های سیاه و سفید برای ایجاد یک گرادیان دمایی در زیر سطح استفاده می کند که این شرایط، برق تولید می کند. 

عصر ایران - ظاهر متمایز پوست گورخر منشا بحث های علمی بسیاری بوده است که از نقش آن در سردرگم کردن شکارچیان تا این که چگونه می تواند از این حیوان در برابر نیش حشرات مزاحم محافظت کند را شامل می شود.

کانال عصر ایران در تلگرام

به تازگی مشخص شد که گورخرها می توانند برای تنظیم دما خز قسمت های سیاه رنگ را بلند کرده تا گرما را از پوست خود دفع کنند.

اکنون، دانشمندان بحث درباره گورخر را در جهتی کاملا متفاوت دنبال کرده و پوست دو رنگ این حیوان منبع الهامی برای ایجاد دستگاهی بوده است که با استفاده از سایه های متضاد به عنوان رسانای گرمایی، برق تولید می کند.

فروش لوازم زنبورداری

پیشنهاد امروز

منبع برق پوشیدنی و زیست تخریب‌پذیر که با الهام از پوست گورخر شکل گرفته است 

پژوهشگران موسسه علم و فناوری گوانگجو در کره جنوبی یک ژنراتور ترموالکتریک (TEG) انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر را ساخته اند که از بخش های سیاه و سفید برای ایجاد یک گرادیان دمایی در زیر سطح استفاده می کند که این شرایط، برق تولید می کند. 

به گفته یانگ مین سونگ، استاد موسسه علم و فناوری گوانگجو و نویسنده مطالعه، ژنراتورهای ترموالکتریک سنتی بزرگ و حجیم هستند زیرا به همرفت طبیعی متکی بوده که منجر به گرادیان دمایی برون صفحه ای می شود. این به عایق های سخت نیاز دارد که کاربرد ژنراتور ترموالکتریک در دستگاه های انعطاف‌پذیر و پوشیدنی را محدود می کند. ما اکنون با ایجاد دستگاهی درون صفحه ای که انعطاف‌پذیر و زیست تخریب‌پذیر است، از این پاردایم در طراحی خود فراتر رفته ایم. این امر کاربردپذیری آن را افزایش می دهد، در شرایطی که اثر زیست محیطی را با مقیاس‌پذیری، یکپارچگی و پایداری کاهش می دهد.

ماده زیست تخریب‌پذیر  PLCLکه نور خورشید را بازتاب می دهد و پرتوافشانی فروسرخ را برای خنک نگه داشتن ناحیه زیرین خود منتشر می کند، نوارهای سفید دستگاه را شکل می دهد، در شرایطی که ماده PEDOT:PSS که برای چشم انسان سیاه به نظر می رسد، امکان جذب گرمای لازم برای ایجاد گرادیان دمایی را فراهم می کند.

با کمک نانوغشاهای سیلیکونی در طراحی، ژنراتور ترموالکتریک جدید قادر به ایجاد اختلاف دمای 22 درجه سلسیوس برای گرادیان بود.

در شرایطی که مدل آزمایشگاهی یک نمونه اولیه کوچک بود، پژوهشگران کره ای می گویند که امکان تولید برق مداوم در 24 ساعت شبانه روز را دارد و مواد به طور کامل طی 35 روز در سالین تجزیه شد.

به گفته یانگ مین سونگ، همه‌گیری بیماری کرونا موجب استفاده گسترده از ماسک های یک بار مصرف و تجهیزات حفاظتی شد که تاثیرات زیست محیطی بسیار زیادی دارد. این امر بر نیاز به راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست مانند ژنراتورهای ترموالکتریک تاکید دارد که می توانند برای انجام عملکردهای تخصصی در ابزارهای پوشیدنی بکار گرفته شوند.

این مطالعه در نشریه Science Advances منتشر شده است.

چین "ژنراتور مافوق صوت پالس برق" خود را معرفی کرد

چین ژنراتور مافوق صوت نظامی خود را معرفی کرد

گروه علمی: گفته می‌شود ژنراتور مافوق صوت جدید چین، قابلیت تامین نیروی سلاح‌های نسل آینده را دارد.

به گزارش ایسنا، گروهی از پژوهشگران مستقر در پکن، ژنراتوری ابداع کرده‌اند که قابلیت تبدیل گاز داغ در سرعت‌های مافوق صوت به جریان الکتریکی قدرتمند را دارد و برق تولید شده توسط آن می‌تواند برای تامین انرژی لیزرهای نظامی، سلاح‌های مایکروویو، ریل‌گان(تفنگ‌های ریلی) و سایر سلاح‌های انرژی ضربه‌ای استفاده شود.
پژوهشگران چینی می‌گویند که این ژنراتور مگنتوهیدرودینامیک(MHD) بیش از ۱۰ برابر توان تولید شده در آزمایش‌های قبلی را تولید می‌کند.
به گفته ژانگ شیائویوآن(Zhang Xiaoyuan) رهبر این پروژه از مؤسسه مکانیک در آکادمی علوم چین و همکارانش، ژنراتور MHD هیچ بخش چرخشی ندارد که از جمله مزایای منحصر به فرد آن است.این پژوهشگران در مقاله‌ای گفتند که این ژنراتور همچنین ظرفیت زیاد و کارایی بالایی دارد و در عین حال نیازی به اجزای ذخیره انرژی میانی نیست و انرژی را می‌توان مستقیماً بدون سوئیچ با قدرت بالا به بار منتقل کرد و همچنین این دستگاه می‌تواند به سرعت راه‌اندازی شود.

این دستگاه با امواج ضربه‌ای، گاز بی‌اثر را به پلاسمای بسیار رسانا تبدیل می‌کند که با فشرده سازی و شتاب دادن گاز آرگون به سرعت ۱۴ ماخ یا ۱۴ برابر سرعت صوت با ذرات گرم و باردار الکتریکی بارگیری می‌شود.
(گاز بی اثر گازی است که تحت مجموعه‌ای از شرایط معین در واکنش‌های شیمیایی شرکت نمی‌کند. گازهای نجیب اغلب با بسیاری از مواد واکنش نمی‌دهند و از لحاظ تاریخی به آنها گازهای بی‌اثر گفته می‌شد. از گازهای بی‌اثر به ‌طور کلی برای جلوگیری از واکنش‌های شیمیایی ناخواسته تخریب نمونه استفاده می‌شود. این واکنش‌های شیمیایی نامطلوب اغلب واکنش‌های اکسیداسیون و هیدرولیز با اکسیژن و رطوبت موجود در هوا هستند. اصطلاح گاز بی‌اثر وابسته به شرایط است، زیرا می‌توان چندین ماده از گازهای نجیب را در شرایط خاص واکنش داد. )
گازهای پالایش شده آرگون و نیتروژن به دلیل فراوانی طبیعی زیاد و هزینه نسبی پایین بیشتر به عنوان گازهای بی‌اثر مورد استفاده قرار می‌گیرند. یک گاز بی‌اثر برخلاف گازهای نجیب، لزوماً عنصر نیست و به صورت یک گاز ترکیبی است.پژوهشگران چینی می‌گویند این سیستم جدید تنها با استفاده از یک لیتر گاز مافوق صوت، پالس‌های سریع جریان الکتریکی تا ۲۱۲ کیلووات را در طول آزمایش‌ها تولید کرده است.به گفته این گروه پژوهشی، یک گیگاوات برق می‌تواند تنها از ۵ متر مکعب پلاسمای مافوق صوت تولید شود.
ژنراتور مگنتوهیدرودینامیک
انرژی یون‌های متحرک سریع توسط ژنراتور MHD که یک دستگاه لوله‌ای شکل است، گرفته و به برق تبدیل می‌شود.ژنراتور MHD بر خلاف تکنیک‌های معمولی تولید برق، شامل قطعات چرخنده نیست و به اجزای ذخیره انرژی میانی نیاز ندارد، بلکه یک سیستم ساده، مؤثر و با ظرفیت بالا است که می‌تواند برای کاربردهای نظامی مانند سلاح‌های مایکروویو با قدرت بالا استفاده شود.
سیستم این ژنراتور انفجارهایی را ایجاد می‌کند که گاز را به پلاسما تبدیل می‌کند و سپس انرژی پلاسما را به برق پرقدرت تبدیل می‌کند.پژوهشگران می‌گویند: محققان دیگر سعی کرده‌اند از دینامیت برای تولید امواج ضربه‌ای مافوق صوت در یک ژنراتور MHD استفاده کنند، اما این رویکرد به مواد منفجره شیمیایی زیادی نیاز داشت و به دلیل نگرانی‌های ایمنی کنار گذاشته شد.
فرآیند فوق‌العاده برای تولید انرژی
به گفته یک پژوهشگر مستقر در پکن که در این مطالعه جدید مشارکت نداشته است، تبدیل انرژی انفجاری به برق کار آسانی نیست.وی می‌گوید: گروه ژانگ توانسته است همزمان به سرعت و دمای بسیار بالایی دست یابد. مدیریت چنین انفجارهایی بسیار چالش برانگیز است و جامعه از رام کردن این روش خطرناک برای تولید انرژی سود زیادی خواهد برد.
وی افزود: اگر این فناوری در تولید برق کاربرد پیدا کند، ممکن است ما یک «متشکرم» بزرگ به سلاح‌های مافوق صوت بدهکار شویم.سیستم‌های احتراق معمولی نمی‌توانند سیالات یونیزه را برای تولید برق با توان بالا به ‌اندازه کافی شتاب دهند، چرا که این کار نیاز به تأسیسات عظیم با اجزای مکانیکی متعدد و تعمیر و نگهداری منظم دارد.
از طرف دیگر، ژنراتور MHD می‌تواند برق با توان بالا را در یک سیستم ساده و فشرده تولید کند.به گفته محققان، این سیستم می‌تواند راه حلی برای برخی از دشوارترین چالش‌ها در توسعه سلاح‌های انرژی ضربه‌ای ارائه دهد.
چالش‌ها
ادعا می‌شود که این سیستم پتانسیل‌های زیادی دارد، اما عوارض خاصی نیز دارد.کاربران نظامی این فناوری ممکن است در استفاده از آن شک داشته باشند، چرا که این سیستم‌ها چالش‌های فنی زیادی دارند. از طرفی، انفجاری که الکتریسیته تولید می‌کند نیز ممکن است صدای بلندی ایجاد کند که محل اسلحه را مشخص می‌کند.
علاوه بر این، بارگیری مجدد غشاهای تازه بعد از هر شلیک می‌تواند در میدان جنگ چالش برانگیز باشد، مگر اینکه این کار خودکار شود و به سرعت و به طور موثر انجام شود.
گفتنی است که یک مگاوات الکتریسیته یا بیشتر برای برخی از سلاح‌های لیزری قدرتمندی که در حال حاضر برای نابود کردن یک هدف در فواصل دور در حال توسعه هستند، مورد نیاز است.بر اساس گزارش‌ها، چین در حال کار بر روی یک سلاح مایکروویو با قدرت بالا است که می‌تواند برای مختل یا ساقط کردن ماهواره‌ها و هواپیماها استفاده شود.این مطالعه برای اولین بار در مجله چینی Theoretical and Applied Mechanics بررسی همتا و منتشر شده است.