Išradimai – Čia tavo Lietuva

Naujieji saulės elementai muša efektyvumo rekordus: mokslininkai teigia, kad juos galima gaminti praktiškai šiandien

technologijos — Tue, 03 Jul 2018 14:05:31 +0000

Šiuo metu rinkoje esantys įprasti silicio saulės elementai gali pasiekti apie 20-22 % efektyvumą, o tai tikrai nėra blogai, tačiau technologiškai tai yra praktiškai maksimumas. Pastaraisiais metais perovskitas tampa tinkama alternatyva siliciui. Jei 2009 metais perovskito saulės elementų efektyvumas siekė 3,8 %, tai 2016 metais jau buvo užfiksuotas 20 % efektyvumas. Visgi, perovskitas yra brangesnis už įprastą silicį ir turi savas efektyvumo ribas.

Tačiau perovskito ir silicio bendras panaudojimas saulės elementų gamyboje gali padėti maksimaliai išnaudoti abiejų medžiagų suteikiamus privalumus. Perovskitas geriau konvertuoja žalią ir mėlyną šviesą į elektros energiją, o silicis orientuojasi į raudoną spalvą ir infraraudonuosius spindulius, tad abu jie gali užfiksuoti platesnį spektrą.

„Sujungdami šias dvi medžiagas, galime maksimaliai padidinti saulės spektro išnaudojimą ir padidinti generuojamos galios kiekį“, – teigia tyrimo autoriai Florent Sahli ir Jereme Werner. „Tyrimas ir skaičiavimai rodo, kad greitu metu pasieksime ir 30 % efektyvumą.“

Naujasis komandos silicio-perovskito saulės elemento efektyvumas pasiekė 25,2 %, o tai viršija ankstesnius tyrėjų pasiekimus: 2015 metų kovo mėnesį jie buvo pasiekę 13,7 %, o 2016 metų lapkritį – 24,2 %.

Pagrindinė šio silicio-perovskito saulės elemento problema yra jo gamyboje. Paprastai perovskitas ant paviršiaus yra padengiamas skystu pavidalu, tačiau silicio tekstūra apsunkina šį procesą. Silicis sudaro penkių mikronų aukščio „piramidžių“ jūra, kuri leidžia sugauti ir geriau sugerti šviesą, bet tai reiškia, kad perovskito skystis lieka silicio piramidžių slėnių baseinuose, o „smailės“ lieka juo nepadengtos.

Panašu, kad mokslininkams pavyko išspręsti šią problemą. Siekiant vienodai padengi silicio smailes ir slėnius, mokslininkai pirmą kartą panaudojo evaporaciją ir taip sukūrė neorganinį bazinį sluoksnį, kuris padengė piramides. Skystas organinis tirpalas įsiskverbia į bazinio sluoksnio poras ir galiausiai komanda substratą šildo iki 150 laipsnių pagal Celsijų temperatūroje. Perovskito sluoksnis kristalizuojasi ir suformuoja ploną plėvelę, kuri apima visą silicio sluoksnį.

Nors tai atrodo gana sudėtingai ir reikalauja daug papildomo darbo, bet mokslininkų teigimu, procesas yra palyginti paprastas ir gali būti įtrauktas į jau egzistuojančias saulės elementų gamybos linijas įgyvendinus vos kelis papildomus žingsnius. Tad silicio-perovskito saulės elementų gamyba ženkliai nepadidintų gamybos kaštų.

„Mes siūlome naudotis jau esančią įranga, tiesiog papildomai pridedant keletą specifinių etapų“, – teigė Cristophe Ballif. „Gamintojams tereikės šiek tiek atnaujinti saulės elementų gamybos linijas, kurias jie jau naudoja silicio pagrindu veikiančių elementų gamybai.“

Šiuo metu mokslininkai tęsia tyrimus ir siekia dar labiau padinti silicio-perovskito saulės elementų efektyvumą ir ilgalaikį stabilumą. Nors tyrėjų komanda pasiekė reikšmingą progresą, vis dar reikės daug nuveikti, kol jų technologija bus pritaikyta masinėje saulės elementų gamyboje.

Tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnale „Nature Materials“.

Kol kas nežinoma kaip tai pritaikyti praktiškai, bet nuo vaizdo sunku atplėšti akis: eksperimentas, kurį nesunkiai galite išbandyti kiekvienas

Čia tavo Lietuva — Thu, 25 May 2017 11:39:15 +0000

Tikriausiai visiems iki skausmo žinomas eksperimentas su aliejumi ir vandeniu. Šios medžiagos niekada nesusimaišo, nes vanduo yra polinė, o aliejus nepolinė cheminė medžiaga. Aliejus stabdo vandens judėjimą ir šių medžiagų sąveika sukuria nuostabų vaizdą. Bet ar žinojote, jog prie šių dviejų medžiagų pridėjus šiek tiek alkoholio prasideda visai kitokie procesai, kurių negali paaiškinti net fizikai?

Tereikia į indą su saulėgrąžų aliejumi įlašinti keletą vandeniu atskiesto alkoholio lašų. Tiesa, kad efektas būtų matomas, į tirpalą reikia nepamiršti įdėti šiek tiek rašalo.

Tai atlikus, inde ima formuotis keisti ir hipnotizuojantys vaizdai.

Į aliejų įlašintame laše esantis alkoholis netrukus išgaruoja, todėl staiga pasikeičia skysčio paviršiaus įtempimo gradientas ir likęs vanduo su rašalu ima judėti iš mažo paviršiaus įtempimo regiono į regioną su didesniu paviršiaus įtempimu. Pastebėta, jog lašinant daugiau alkoholio, procesas kinta – formuojasi daug mažesnės vandens ir rašalo dėmės.

Tyrėjai šį procesą pavadino Marangoni išsiveržimu (angl. Marangoni bursting), Italijos mokslininko, tyrinėjusio skysčių paviršiaus įtempimo reiškinį, garbei.

Įdomiausia, jog prestižiniame mokslo žurnale Physical Review Letters tyrimą publikavę mokslininkai negali paaiškinti visų šio proceso aspektų. Pavyzdžiui neaiški, vaizdo įraše matyto žiedo formavimosi dinamika, nežinia kodėl skiriasi vandens ir alkoholio sluoksnių storis ir kt.

Tikimasi, kad išsamiau ištyrinėjus šį fenomeną, bus įgyta žinių leisiančių sukurti pranašesnes išsiliejusių naftos produktų surinkimo technologijas.

Kaip užvirinti vandenį, kad kunkuliuodamas jis sušaltų į ledą?

Čia tavo Lietuva — Tue, 08 Nov 2016 20:24:21 +0000

Skamba kaip kažkokia abrakadabra, tačiau tai – ne kliedesiai. Tai – gryna eksperimentinė fizika.

Daugeliui virimas asocijuojasi su aukšta temperatūra. Tačiau besidomintieji fizika žino, kad karštis – nebūtina sąlyga. Virimą galima sukelti ne tik aukšta temperatūra, bet ir… žemu slėgiu.

Cody’s Lab komanda sugalvojo įamžinti šį reiškinį ir pademonstruoti jį visiems, kas dar nebuvo matęs nieko panašaus ir nė nenujautė, kad tai gali būti įmanoma.

Kaip aiškina eksperimento autoriai, atmosferos slėgio mažinimas (tai atliekama vakuuminėje kameroje) ženkliai numuša vandens užvirimo temperatūrą.

O jei slėgis mažėja dramatiškai, vandens molekulės, pasižyminčios didžiausiu energijos kiekiu, ima atsiskirti nuo verdančio vandens, todėl likęs vanduo netrukus… pradeda šalti. T.y., virsti ledu.

Galiausiai inde iš verdančio vandens lieka tik ledo luitas.

Netikite? Kviečiame pasižiūrėti.

Be laiką pralenkusio N.Tesla atradimų šiuolaikiniame pasaulyje – nė žingsnio

Čia tavo Lietuva — Fri, 21 Oct 2016 20:12:21 +0000

Nikola Tesla yra vienas garsiausių pasaulio mokslininkų. Daugelis jo išradimų pranoko to laikmečio pažangą, todėl buvo įvertinti tik po paties genijaus mirties. Pristatome svarbiausius Nikolo Teslos pasiekimus mokslo srityje.

Nikola Tesla (1856-1943) Serbian-American inventor, mechanical and electrical engineer. Best known for developing the modern,

Jo charizmatiškumas ir beprotiški išradimai uždirbo jam „išprotėjusio mokslininko“ vardą, tačiau jis sukūrė tokių dalykų, be kurių neįsivaizduojame šiuolaikinio gyvenimo. Pateikiame, kelis iš jų: Kintamoji srovė

Kintamoji srovė

Viskas prasidėjo 1893 metais Čikagos parodoje, kur Thomasas A.Edisonas pademonstravo savo nuolatinės srovės galią ir N.Tesla – kintamosios srovės.

T.A.Edisono nuolatinė srovė buvo labai pavojinga ir brangi, o N.Tesla siekė rasti ekonomiškesnį būdą aprūpinti žmones elektra.

Norėdamas įrodyti, kad kintamoji srovė yra saugesnė, jis tapo gyvu elektros srovės laidininku. Nepaisant T.A.Edisono ir „General Electric“ pastangų išpopuliarinti savo produktą, N.Teslos srovė galiausiai nurungė visus konkurentus.

Pirmoji hidroelektrinė

Nikola Tesla kartu su George’u Westinghousu tarp Niagaros krioklių pastatė pirmąją pasaulyje hidroelektrinę. Jėgainė iki šių dienų veikia kaip muziejus, nes tai buvo viena iš pirmųjų energijos gamybos vietų mūsų planetoje.

Rentgenas

N. Tesla domėjosi ne tik elektromagnetizmu, tačiau ir jonizuojančios spinduliuotės galimybėmis. Jo pirmieji eksperimentai su rentgeno aparatu galų gale tapo solidžių pasiekimų medicinos srityje pagrindu. Rentgeno spindulių atradimas buvo vienas tų dalykų, kurie padėjo N.Teslai „aptikti šį pasaulį gaubiančias, nematomas jėgas“.

Asinchroninis variklis

Manoma, kad vienas iš 10 svarbiausių visų laikų išradimų buvo N.Teslos asinchroninis variklis. Jis sukėlė tikrą revoliuciją tų laikų automatizuotų įrenginių pramonėje. Tai buvo pirmas kartas, kai elektros energiją pavyko tvariai konvertuoti į mechaninę energiją. Iš esmės visi šiuolaikiniai elektronikos prietaisai gali padėkoti N.Teslai už jų egzistavimą.

Magnetinio lauko indukcijos vienetas

Vienas iš mažiau žinomų N.Teslos pasiekimų yra magnetinio lauko indukcijos vieneto apibrėžimas ir tyrimai šioje srityje. N.Tesla atrado magnetinių laukų sukimąsi dar 1882 metais. Tai padėjo jam tyrinėti ir kintamąją srovę. 1960 metais N.Teslos garbei buvo pavadintas tarptautinis magnetinio lauko indukcijos matavimo vienetas – Tesla (T).

Bevielis perdavimas

iena įstabiausių mokslininko prognozių ateičiai bei išradimų buvo belaidžių duomenų ir energijos perdavimas. J. P. Morganas investavo 150 tūkst. dolerių į N.Teslos bevielio perdavimo idėją. Bokštas, kurį N.Tesla pastatė, buvo pirma pasaulyje bevielio perdavimo sistema, ir tai padėjo tvirtą pagrindą šiuolaikinių bevielio duomenų perdavimo plėtojimui. Žemiau esančiame vaizdo įraše galite rasti daugiau svarbių N.Teslos išradimų:

„Samsung“ sulankstomus išmaniuosius telefonus pradės pardavinėti 2017 metais?

Čia tavo Lietuva — Tue, 05 Apr 2016 06:57:09 +0000

„The Economic Times“ praneša, kad „Samsung“ ateinančiais metais gali pradėti pardavinėti sulankstomus išmaniuosius telefonus. Dar tiksliai nežinoma, kaip bus įgyvendintas prietaiso lankstymo mechanizmas, tačiau toks žinomo gamintojo pasiūlymas gali žymiai paveikti rinką.

Išmaniųjų telefonų ekranai tampa vis didesni ir prietaisai dažnai tiesiog netelpa į kišenę. Be to, vartotojams nuolat nereikia didelio ekrano – pavyzdžiui, pažvelgti į laikrodį arba perskaityti pranešimus. Sulankstomas išmanusis telefonas padėtų išspęsti šias problemas, nes būtų kompaktiškesnis, be to suvartotų mažiau energijos, juk didelis ekranas nėra ekonomiškas ir greičiau iškrauna akumuliatorių.

Tikimasi, kad sulankstytas išmanusis telefonas turės 5 colių įstrižainę, o išskleistas – 7 colių. Prietaisas taip pat turėtų gauti 3 GB RAM ir galingą procesorių „Snapdragon 820“ arba „Snapdragon 620“.

Kas gali pakeisti daug energijos suryjančius „Bluetooth“ ir „Wi-Fi“

Čia tavo Lietuva — Fri, 26 Feb 2016 04:36:13 +0000

Vašingtono universiteto mokslininkai kuria naują technologiją, kurią pavadino „Pasyviuoju Wi-Fi“. Ji turėtų ateityje pakeisti dabar naudojamas bevielio duomenų perdavimo technologijas.

Nauja technologija, perduodanti informaciją nedideliu atstumu, leis sutaupyti energijos. „Pasyvus Wi-Fi“ vartoja 10 kartų mažiau elektros, nei įprastas Wi-Fi ir 1000 kartų mažiau nei „Bluetooth“, „ZigBee“ ir kiti analogai.

OneGadget rašo, kad įrenginys naudoja išorinio šaltinio radijo bangų energiją, vėliau signalą retransliuoja jau papildęs duomenimis. Taip generuojami „Wi-Fi paketai“, kuriuos gali iššifruoti išmanieji telefonai.

Kol kas duomenų perdavimo greitis nėra labai didelis – 11 megabitų per sekundę. Tačiau tai vis tiek greičiau, nei „Bluetooth“.

Manoma, kad nauja technologija ateityje taps labai svarbi ir išmanieji įtaisai bei buities prietaisai jos dėka galės be apribojimų keistis informacija.