Крошечные устройства могут наноситься методом печати на любую тонкую и эластичную подложку, в том числе на ткань, бумагу, плитки подвесных потолков и др. А пользователю для установки света в выбранном помещении достаточно будет закрепить на подходящей поверхности кусок светодиодной ткани.

Первым коммерческим продуктом, который NDT планирует выпустить на рынок, станет светящееся покрытие, нарезанное на куски размером в 0,6 на 1,2 метра. Некоторые клиенты получат для ознакомления опытные образцы устройств уже к концу этого года. По окончанию периода испытаний, в зависимости от полученных результатов, будет принято решение о доработке технологии или ее коммерциализации.

Генеральный директор NDT Нил Шоттон (Neil Shotton), объясняет что по уровню производственных затрат и рыночной стоимости печатные светодиодные поверхности вполне можно сравнить с лампами дневного света и другими источниками освещения. По мнению производителя, этот факт позволяет судить о высокой конкурентоспособности будущего продукта. Впрочем, окончательные выводы можно будет сделать лишь после поступления устройств в продажу.

Разработанная инженерами методика печати позволяет создавать светодиоды разного цвета и яркости. А благодаря гибкости и эластичности подложки их можно будет размещать на неровных поверхностях, что открывает ряд новых возможностей перед дизайнерами интерьеров. К примеру, в художественных галереях приглушенный рассеянный свет поможет создать правильную атмосферу и сконцентрировать внимание зрителей на произведениях.

Единственным недостатком предлагаемой технологии на данный момент является относительно невысокая световая отдача, которая составляет 20 люмен на ватт. Для сравнения сообщим, что у стандартной лампы дневного света этот показатель составляет 80 люмен/ватт. В обозримом будущем разработчики планируют ликвидировать этот небольшой недочет.

Энергетики всего мира уже много лет ведут поиск решения, которое поможет накапливать вырабатываемую энергию в часы минимального потребления, а потом отдавать энергию потребителям в периоды пиковой нагрузки. Именно такие батареи в перспективе предполагается создавать из нового нано-материала. Этот материал, создаваемый из органических соединений меди, позволяет изготовить высоковольтные электроды аккумуляторных батарей с минимальными затратами на производство, множеством циклов перезарядки, высокой эффективностью и устойчивостью к износу.

Потенциал долговечных батарей очевиден: эта технология позволяет решить одну из основных проблем экологически чистой энергетики, где ветровые турбины или солнечные батареи вырабатывают энергию только в определенные часы дня. Хотя на данный момент рабочие образцы батарей с новыми электродами еще не существуют, можно считать, что их ключевой компонент уже готов – супер-электроды из мельчайших частиц на основе соединений меди.

Как показали лабораторные испытания, электрод из нового материала выдерживает по 40 тысяч циклов зарядки-разрядки, сохраняя более 80% исходной емкости. Для сравнения, обычная литий-ионная батарея может выдержать около 400 циклов, после чего становится практически бесполезной, теряя значительную часть емкости. По расчетам Колина Весселса (Colin Wessells), ведущего автора статьи о новом материале, опубликованной в журнале Nature Communications, даже при нескольких циклах зарядки-разрядки в день батарея с новыми электродами легко прослужит 30 лет. Соавтор статьи, доцент кафедры материаловедения Стэнфордского университета И Цуй (Yi Cui), считает, что в практическим смысле ресурс нового материала для электродов аккумулятора является неограниченным, ведь десятки тысяч циклов – это действительно очень много.

В основе нового нано-материала лежат кристаллы гексацианоферрата меди. В кристаллическом виде он имеет открытую структуру, благодаря которой ионы – заряженные частицы, движение которых заряжает или разряжает батарею – могут свободно проходить в том или ином направлении, не повреждая сам электрод. Большинство батарей изнашивается как раз из-за накопления повреждений в кристаллической структуре электродов.

Авторы исследования утверждают, что им удалось подобрать оптимальный размер ионов, чтобы они одновременно свободно проходили через открытую структуру кристаллов электрода, не прилипали к материалу (как происходит при слишком малых размерах иона) и не разрушали электрод (как случается при прохождении слишком крупного иона через материал электрода). Самый подходящий размер ионов нашли у гидратированного калия – этот электролит оказался лучше, чем аналогичные соединения натрия и лития.

Кроме ученых из Стэнфорда развитием аккумуляторных технологий активно занимаются и другие авторитетные исследовательские центры. Например, в марте этого года университете штата Иллинойс представил батарею из углеродных нанотрубок толщиной в 10 тысяч раз меньше человеческого волоса. Университет штата Мэриленд работает над повышением эффективности литий-ионных батарей с помощью известного вируса табачной мозаики: им удалось в 10 раз увеличить эффективную площадь электродов в таких батареях. Тем временем, Лидский университет (Великобритания), представил литий-гелевые батареи, которые не только могут принимать практически любую форму, но еще и очень технологичны: минимальная толщина батареи составляет всего несколько нанометров, а производить их можно со скоростью в десятки погонных метров за минуту.

Одно из главных преимуществ нового типа АКБ – его низкая себестоимость, которая связана с широким распространением натрия на Земле. Железо, из которого японцы предлагают изготавливать электроды, тоже является часто встречающимся элементом, поэтому проблем с поставками сырья и его высокой стоимостью не возникнет.

В настоящее время ученые работают над улучшением свойств натриевых элементов питания, стараясь сделать их соответствующими литий-ионным при одинаковых размерах. В результате проводимых экспериментов исследователям удалось создать определенную смесь элементов, один грамм которой давал емкость 190 мАч при напряжении в 2,75 вольта. В состав смеси входят оксиды натрия, железа и марганца, нагреваемые до 900 градусов Цельсия в течение 12 часов. Существует вариант замены отрицательного электрода, выполненного из железа, на аналогичный, но уже из диоксида титана или углерода. В обоих случаях напряжение увеличивается до 3 вольт. То есть один грамм изобретенного японцами вещества имеет не только неплохую емкость, но и такое же напряжение, как в двух батарейках типа АА.

С такими выдающимися свойствами натриевые аккумуляторы довольно быстро вытеснят литий-ионные (их схема работы показана на рисунке). Вот только к серийному производству новых АКБ разработчики пока не готовы – им еще предстоит провести ряд испытаний.

Атомные реакторы не являются сейчас приоритетной выходной мощностью для Германии. Страна на данный момент постепенно останавливает все свои атомные станции: 8 из них уже отключены, а остальные планируют остановить в течение следующих десяти лет. Для того, чтобы электричество продолжало поступать, немцы планируют инвестировать больше в другие источники энергии, такие как солнце, например.

22 гигаватта электроэнергии, которые на прошлой неделе Германии удалось получить, являются, по сути, мировым рекордом: ни одна страна еще не производила такое большое количество солнечной энергии за один раз. Но вряд ли это будет очень удивительным, учитывая, что в Германии установлено приблизительно столько же источников солнечной энергии, сколько во всех остальных странах вместе взятых.

Это, безусловно, великий этап изменений, но все-таки есть одна проблема с солнечной энергией: Германия получила такое рекордное количество энергии в полдень, когда солнце самое сильное, и во всей стране не было никаких тучек и облаков. Но как часто будет такая же погодная ситуация? Такие природные явления как вода, ветер, солнце, к сожалению, не являются постоянными. Потому все равно необходимо иметь стабильные источники, которые могут производить электроэнергию постоянно. А пока это либо атомные источники, либо же ископаемое топливо. Как бы то ни было, нужно сохранить пока все так, как есть. А в будущем, когда появятся космические станции солнечной энергии, тогда и можно будет решить эту проблему раз и навсегда.

Физики из университета Wake Forest изобрели так называемую индуцированную полимерную электролюиминесцентную технологию, которая получила более короткое названием FIPEL. Это комбинация электричества, пластмассы и наноматериалов, что все вместе создает освещение. Освещение может быть любого оттенка, в зависимости от предпочтения, и так как в такой лампе не присутствует стекло, то она может принимать любую форму. Еще одно преимущество использования пластмассы – когда вы уроните такую лампу, она не разлетится на сотни мелких осколков по ковру. И никто не поранится, что немаловажно.

К тому же, FIPEL предлагает освещение, которое более естественное, чем светодиоды, и вместе с тем энергосберегающее как люминесцентные лампы. Нанополимерные лампы не нагреваются, что было ранее большой проблемой со светодиодными лампами. Ну и напоследок самое главное – эти лампы будут достаточно дешевы, и потому доступны всем. Ученые заявили, что, начиная со следующего года, такие лампы можно уже будет приобрести. Правда, их цена пока не афишируется.

Чтобы «GravityLight» заработал, потребовались годы пробных экспериментов. Но теперь необходимо всего лишь поднять грузик, который приводит устройства в действие, и при его опускании устройство около 30 минут будет освещать пространство вокруг. Грузик при этом поднимается не дольше 3 секунд.

Разработчики ноу-хау объясняют, что, в отличие от керосиновых ламп, которые выбрасывают множество вредных испарений, и ламп, работающих на солнечной энергии, которые стоят довольно дорого и практически не по карману большинству людей, «GravityLight» одновременно и безвреден для окружающей среды и вполне доступен по цене. При массовом производстве она будет составлять менее $5. Еще одним плюсом устройства является то, что к нему не требуются батарейки.

По мнению создателей, кроме всего перечисленного, «GravityLight» хорош еще и тем, что в связи с отсутствием каких-либо эксплуатационных расходов после изначальной дешевой покупки люди из небогатых стран, на которых данное изобретение рассчитано, смогут откладывать свои сбережения для покупки более мощных осветительных систем, работающих, например, от солнечной энергии. Главное, найти источник финансирования для запуска полномасштабного производства.

Термоэлектрический материал – это нечто, что может конвертировать тепло непосредственно в электричество. Это не новшество, но в целом это настолько неэффективно, что те, кто относится серьезно к получению электроэнергии через тепло, просто используют что-то вроде парогенераторов. Которые, исходя из название, вырабатывают электричество при помощи пара.

Новый термоэлектрический материал от Panasonic может получать 2,5 ватта электроэнергии от потока горячей воды, проходящей через каждые 10 сантиметров водопроводной трубы. Четыре трубы могут предоставить 10 ватт электроэнергии, чего достаточно для питания лампочки. Конечно, ничего не бывает просто так и бесплатно. По сути, этот материал может получать электричество из любого источника энергии, который используется для подогрева воды. Но потеря энергии от горячей воды – это то, что происходит в любом случае. Просто в данной ситуации она не будет потребляться окружающей средой и уходить впустую, а ее будет получать термоэлектрический материал. Также стоит запомнить, что процесс построен на разнице температур, и поэтому требуется не только труба с горячей водой, но и с холодной.

И даже со всеми этими ограничениями, технология сама по себе имеет многообещающее будущее. Ведь ее энергоэффективность может вырасти в разы. Panasonic сейчас работает над тем, чтобы сделать свою технологию еще более доступной, и тогда, возможно, мы сможем даже опробовать такую систему сами.

80-метровое судно типа "катамаран" может нести на борту целых 120 автомобилей и 360 пассажиров. Через фьорд между деревнями оно проплывает за счет тяги от двух 10-тонных электродвигателей, каждый из которых приводит в движение отдельный винт. Эти двигатели имеют комбинированную пиковую мощность в 800 киловатт, хотя для достижения обычной крейсерской скорости парома в 10 узлов должно хватить мощности в 400 кВт.

Дизельный паром, который использовался на этом маршруте до настоящего времени, выдает 1500 кВт. Одна из причин того, что для перемещения электрического судна требуются двигатели меньшей мощности, заключается в конструкции его обтекаемого корпуса, который вдобавок весит примерно вдвое меньше, чем у обычного судна эквивалентного размера. Уменьшить вес удалось в основном за счет использования алюминия в конструкции корпуса вместо более традиционной стали.

Как отмечалось ранее, батареи судна могут зарядиться всего за десять минут. Зарядка происходит, когда электропаром заходит в один из поселков. Пока не ясно, к чему относится эта цифра: к подзарядке почти пустого аккумулятора или к простому пополнению заряда. В любом случае электросети обеих поселков вряд ли смогли бы справиться с таким спросом. Поэтому инженеры разместили в каждом порту отдельные массивы батарей, который будут заряжаться медленно через местную электросеть, а затем быстро отдавать заряд парому.

Судоходная компания Norled, которая выступила непосредственным инициатором проекта создания электрического парома, представила проект в ходе тендера Министерства транспорта Норвегии. Победа принесла компании лицензию на эксплуатацию паромов на данном маршруте в период с 2015 по 2025 год. Ее представители высказали предположение, что все остальные норвежские переправы, на пересечение которых уходит менее 30 минут, также могут быть переведены на электропаромы.