| Новые гибкие батареи на основе алюминия заряжаются всего за одну минуту | ||
 | ||
 | ||
| Источник перевод для gearmix (Serg Kite)
Первый высокопроизводительный алюминиевый аккумулятор был создан специалистами Стэнфордского университета. Он сочетает в себе такие качества, как долговечность и чрезвычайно быструю зарядку. Метод его производства экологичнее и безопаснее, чем технологии щелочных или литиевых батарей. К тому же новая батарея весьма гибка, а процесс её производства, по заверениям её создателей, относительно недорог, поскольку алюминий дешевле лития. Алюминий-ионный аккумулятор состоит из двух электродов — алюминиевого анода, и графитового катода, а также жидкого ионного электролита. Основой электролита являются соли алюминия, поэтому аккумулятор в целом безопаснее литий-ионных батарей, которые могут быть причиной возникновения пожара. На демонстрационном видео показано, что даже рассверливание аккумулятора не приводит к пожару, а сам аккумулятор при этом продолжает работать некоторое время, как ни в чём ни бывало. В то время как зарядка литий-ионного аккумулятора может занять несколько часов, новая батарея имеет беспрецедентное время зарядки — одну минуту. В отличие от других прототипов, которые выходят из строя после 100 циклов заряд-разряд, батарея из Стэнфорда может выдержать больше 7500 циклов без какой-либо потери мощности. Для сравнения: типичный литий-ионный аккумулятор выдерживает около 1000 циклов заряд-разряд. К сожалению, в настоящее время аккумуляторные алюминиевые батареи генерируют напряжение около двух вольт, что составляет около половины напряжения типичного литиевого аккумулятора. Но подбор катодного материала, в конечном итоге, может увеличить вырабатываемое напряжение и повысить плотность хранимой энергии.
|
Michigan Micro Mote - компьютер, размер которого меньше размера рисового зернышка
Размер компьютера Michigan Micro Mote составляет порядка двух миллиметров, тем не менее, у него имеется узел ввода данных, вычислительное ядро, способное обработать данные и система беспроводной связи, при помощи которой собранные и обработанные данные могут быть переданы куда-нибудь для их дальнейшего использования.
"В качестве источника данных могут выступать фото- и другие миниатюрные датчики. Вычислительное ядро, конечно, не отличается особым быстродействием и возможностями, его задача - только выполнить предварительную обработку информации и обеспечить ее передачу через беспроводные технологии на другие вычислительные системы, обладающие высоким быстродействием и способные производить более сложную обработку" - рассказывает профессор Дэвид Блэов (David Blaauw) из Мичиганского университета, - "Но самое интересное заключается в том, что компьютер Michigan Micro Mote имеет свою собственную солнечную батарею и способен сам себя обеспечить требующейся ему для работы энергией".
Основой компьютера Michigan Micro Mote является разработанный еще в 2008 году процессор Phoenix, размер которого составляет 915 на 915 микрометров. Этот процессор имеет сверхнизкое рабочее напряжение, благодаря чему он требует для своей работы всего 500 пикоВатт энергии (одна живая клетка человеческого организма расходует порядка 1 пикоВатта энергии). А в режиме ожидания вся система расходует всего 2 нА тока, что в миллионы раз меньше количества энергии, потребляемого современными смартфонами.
Всю необходимую компьютеру Michigan Micro Mote для работы энергию поставляет крошечная солнечная батарея, площадью в 1 квадратный миллиметр. Эта батарея способна вырабатывать 20 наноВатт энергии даже в условиях рассеянного искусственного освещения внутри замкнутых помещений. А излишки энергии, которые используются для обеспечения работы системы беспроводной связи, сохраняются в крошечной аккумуляторной батарее.
"В будущем мы собираемся сделать так, чтобы датчики могли обмениваться информацией друг с другом" - рассказывает профессор Блэов, - "Для реализации этой идеи мы стараемся увеличить дальность действия системы беспроводной связи минимум до 20 метров. И как только мы сделаем это, у людей появится возможность контролировать, к примеру, сразу весь дом, офис или производственное помещение, установив в потайных местах почти невидимые компьютеры-датчики".
Источник: tehnowar.ru.
Ученые обнаружили новый вид переноса электрического заряда в полупроводниках
Ученые из университета Аальто (Aalto University), Финляндия, и университета Марбурга (University of Marburg), Германия, некоторое время совместно изучали процессы переноса электрических зарядов на границах полупроводниковых материалов разных типов. И во время этих экспериментов ученые заметили новый вид переноса электрического заряда, в котором носителем является пара, сформированная отрицательно заряженным электроном и носителем положительного заряда, электронной дыркой. Когда такая пара подходит к границе между материалами, ее заряд переносится через границу и продолжает двигаться при помощи точно такой же пары носителей. Если процессы такого необычного переноса зарядов удастся использовать в своих целях, то это открывает интересные перспективы для более быстрого и эффективного выполнения сложных логических операций в электронных устройствах.
"Помимо микроэлектроники, процессы переноса электрических зарядов играют ключевые роли во многих видах химических, физических и биологических процессов, таких как фотосинтез" - рассказывает профессор Илкка Титтонен (Ilkka Tittonen) из университета Аальто.
Согласно классической физике заряженная частица не может преодолеть барьер между двумя полупроводниковыми материалами разных типов, однако, благодаря явлению квантового туннелирования такие частицы проходят через барьеры, если их толщина позволяет это сделать. В недавно обнаруженном виде процесса переноса при помощи туннелирования переносятся не отдельные заряды, точнее, не отдельные частицы, а переносится информация, заключенная в паре из электрона и электрически связанного с ним носителя положительного заряда. Эта связанная пара, состоящая из электрона и положительно заряженной электронной дырки, представляет собой квазичастицу, имеющую название экситон.
"Наблюдаемый нами процесс достаточно уникален. При помощи оптического импульса терагерцовой частоты информация, представленная в виде так называемой корреляции пары электрон-дырка, переносится через барьер, без процесса тунеллирования экситона непосредственно, который распадается на одной стороне и возникает на другой стороне барьера" - рассказывает профессор Титтонен, - "До последнего времени в любой из областей современной физики нам не удавалось наблюдать явлений, полностью эквивалентных этому".
В новом явлении комбинируются полупроводниковые и терагерцовые технологии, что позволит реализовать в микроэлектронике выполнение совершенно новых типов логических операций. Возможно, на основе этого явления будут спроектированы новые типы микропроцессоров, которые функционируют частично на принципах оптики, а частично - на принципах традиционной электроники.
Источник: tehnowar.ru.
 |
Свежие комментарии