Теги → американцы
Быстрый переход

Американские учёные решили проблему деградации аккумуляторов будущего

Одними из перспективных для электромобилей считаются литийметаллические аккумуляторы. Максимальная теоретическая ёмкость литийметаллических батарей более чем в два раза превышает ёмкость литийионных аккумуляторов. Аккумуляторы будущего смогут запасать до 500 Вт·ч/кг, что в два раза увеличит пробег электрокаров на одном заряде аккумулятора. Оставалась проблема быстрой деградации батарей с чистым литием в аноде, но американцы с ней справились.

Источник изображения: Jie Xiao/Pacific Northwest National Laboratory

Источник изображения: Jie Xiao/Pacific Northwest National Laboratory

Исследователи из Тихоокеанской национальной лаборатории Министерства энергетики США (PNNL) нашли возможность продлить работу литийметаллических аккумуляторов без существенной деградации анода. Раньше для этого предлагалось наносить на анод более толстый слой лития. Но химические процессы в ходе множества циклов заряда и разряда всё равно разрушали литий и, как следствие, анод, что вело к быстрому снижению ёмкости.

Секрет новой разработки PNNL кроется в использовании тонких полосок лития на аноде вместо сплошного толстого слоя. Как выяснилось, полоски толщиной 20 мкм создают такие условия для химических реакций на аноде, при которых деградация материала существенно снижается (статья в Nature Energy).

Построенный на таком принципе анод литийметаллической батареи выдержал 600 циклов перезаряда и сохранил при этом 76 % ёмкости. Плотность запаса энергии у опытной батареи тоже внушительная — 350 Вт·ч/кг, что определённо выше, чем у лучших на сегодня образцов коммерческих литийионных батарей (250–300 Вт·ч/кг). Впрочем, в производство эта батарея пока не пойдёт. Учёные стремятся сначала довести плотность хранения энергии до 500 Вт·ч/кг, что оправдает переход на новые накопители энергии.

Следует сказать, что это не единственное исследование, которое обещает приблизить выход литийметаллических аккумуляторов. Очень далеко по пути к коммерциализации этого типа батарей прошли выходцы из Стэндфордского университета. Изобретатели создали стартап QuantumScape и заручились деньгами Билла Гейтса и компании Volkswagen. Завод по выпуску литийметаллических аккумуляторов QuantumScape должен начать выпуск продукции в конце следующего года. Ждать осталось недолго.

В США научились оптимизировать техпроцессы производства чипов с помощью ИИ

Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории связали искусственный интеллект с системой нанесения тонких плёнок атомарной толщины на кремний в ходе изготовления микросхем. Такие плёнки могут нести множество функциональных нагрузок: от изоляции элементов до придания транзисторам на кристалле особых характеристик. ИИ позволяет оптимизировать процесс нанесения плёнок и экономит время и деньги.

Источник изображения: Fotogrin/Shutterstock

Источник изображения: Fotogrin/Shutterstock

Процесс нанесения тонкоплёночных покрытий носит название атомно-слоевого осаждения (ALD). Чаще всего в процессе ALD попеременно используются два прекурсора, которые в виде газа закачиваются в химический реактор с кремниевой пластиной. Каждый из них через время необходимо откачать, и так много раз. Качество и свойства нанесённой таким образом плёнки зависят от длительности каждого цикла. В процессе оптимизации исследователи должны множество раз извлечь образец и дать оценку покрытию.

Американские учёные смогли подключить к процессу ИИ с обратной связью с реактором. Алгоритм рассчитывает предполагаемый идеальный цикл нанесения атомарной плёнки и почти сразу получает данные о проведённой химической реакции. Больше нет нужды извлекать образец, проводить измерения и помещать его для дальнейшей обработки. Автоматика тут же корректирует параметры установки для улучшения результата наращивания плёнки. Благодаря ИИ процесс идёт намного быстрее.

Внедрение подобных систем на производстве позволит производителям чипов значительно ускорить разработку новых техпроцессов и даже улучшить существующие. Сегодня, когда традиционный КМОП-процесс подошёл к своему пределу — это более чем актуально.

Американцы создадут установку для превращения углекислого газа в этиловый спирт

На углекислый газ в США приходится свыше 80 % выбросов всех парниковых газов, что считается крайне вредным для экосистемы Земли. Как и в других странах, американские учёные ищут возможность улавливания и превращения CO2 во что-то безопасное и полезное для экономики. Например, в этиловый спирт. Осталось создать установку, что обещают сделать через три года.

Преобразование углекислого газа в этиловый спирт в представлении художника. Источник изображения: Argonne National Laboratory

Преобразование углекислого газа в этиловый спирт в представлении художника. Источник изображения: Argonne National Laboratory

Опубликованное в прошлом году исследование катализаторов с помощью суперкомпьютера Bebop Аргоннской национальной лаборатории показало, что выгодным и эффективным продуктом переработки CO2 вполне может стать этиловый спирт. Этиловый спирт широко применяется в пищевой, фармакологической и химической промышленности, как и может быть топливом для транспорта и механизмов. В любом случае, это лучше, чем выбросы CO2 в атмосферу.

На основе исследования группа американских учёных из Аргоннской национальной лаборатории, Университета Северного Иллинойса, Университет Северного Техаса и специалистов компании Ångström Advanced на деньги Министерства энергетики США (DOE) в размере $2 млн взялась создать в течение трёх лет прототип перерабатывающей установки, которую можно было бы масштабировать до промышленных масштабов. Основные требования — установка должна быть простой и эффективной.

В основе процесса преобразования углекислого газа в этиловый спирт лежит электрохимический процесс с использованием катализатора. Катализатор, состав которого вычислен на суперкомпьютере, состоит из «атомарно-дисперсной меди на углеродно-порошковой подложке».

Новый катализатор синтезируется на основе соединений лития и меди. Ответственный за расчёты — суперкомпьютер Bebop

Новый катализатор синтезируется на основе соединений лития и меди. Ответственный за расчёты — суперкомпьютер Bebop

«Посредством электрохимической реакции этот катализатор разрушает молекулы CO2 и воды, и избирательно собирает разорванные части в этанол под действием внешнего электрического поля. Электрокаталитическая селективность или "фарадеевская эффективность" процесса составляет более 90 %, что намного выше, чем у любого другого зарегистрированного процесса. Более того, катализатор стабильно работает в течение длительного периода работы при низком напряжении», — сказано в пресс-релизе на сайте Аргоннсой национальной лаборатории.

Предполагается, что углекислый газ будет улавливаться прямоточным способом специальными абсорбентами прямо на вредных производствах и ТЭЦ и затем транспортироваться на переработку в установки с катализаторами. В идеальном случает углекислый газ для переработки можно будет извлекать из атмосферы, но это дело неблизкого будущего.

Американцы представили 40-местный электрический аэробус с вертикальным взлётом и посадкой

Сегодня представлено множество проектов электролётов с вертикальными взлётом и посадкой для перевозки от 2 до 5 пассажиров. Проекты на перевозку большего числа людей можно пересчитать по пальцам одной руки. Один из таких проектов предложил американский стартап Kelekona, который собирается перевозить до 40 человек за один рейс.

Источник изображения: Kelekona

Источник изображения: Kelekona

Электролёт Kelekona опирается исключительно на аэродинамику фюзеляжа, что позволит ему приземляться и взлетать со сравнительно небольших площадок. В противном случае для воздушного судна с вместимостью до 40 человек размах крыльев не позволил бы говорить о свободе передвижения и привязал бы судно к аэропортам и взлётно-посадочным полосам.

Источник изображения: Kelekona

Источник изображения: Kelekona

По заявлению разработчика, аппарат может перевозить полезный груз весом до 10 000 фунтов (4540 кг), что подразумевает до 40 пассажиров и пилота. Дальность полёта заявлена в 330 миль (531 км) в течение часа. Огромная взлётная масса предполагает мощную батарею, которой, по-видимому, в природе пока нет. Но даже если бы она была, проект предполагает сменные аккумуляторы для быстрой отправки аэробуса дальше по маршруту или обратно после физической замены аккумулятора на полностью заряженный.

Для движения аэробуса предусмотрено четыре блока сдвоенных канальных пропеллера с лопастями с переменным шагом. Блоки поворотные, что позволит использовать винты для взлёта, движения по горизонтали и посадки. Каплевидная форма приплюснутого фюзеляжа должна создавать подъёмную силу при движении по горизонтали. Интересный проект, но кроме компьютерной графики за плечами Kelekona пока ничего нет. В этом плане китайские проекты выглядят намного бледнее, но зато они раз за разом воплощаются в железе.

Электросамолёт Bye Aerospace eFlyer 800 сможет вместить семь пассажиров и пролететь почти 1000 км

Компания Bye Aerospace из Колорадо объявила о завершении проекта восьмиместного электрического самолёта с одним или двумя пилотами. Самолёт eFlyer 800 будет выпущен не позже, чем через шесть лет. Это реальные сроки, тем более что Bye Aerospace уже доказала состоятельность и приступила к поставкам своего двухместного электрического самолёта eFlyer 2. Сообщается, что заказы на eFlyer 800 уже принимаются и интерес к нему большой.

Источник изображения: Bye Aerospace

Источник изображения: Bye Aerospace

Электрический самолёт eFlyer 800 с батарейным питанием использует два электрических двигателя ENGINeUS компании Safran Electrical & Power. Дальность полёта на полном заряде аккумуляторов будет достигать 926 км (500 морских миль). Заявленная скорость набора высоты составит 1036 м/мин, а потолок — 10 668 м.

Для аварийных ситуаций в самолёте предусмотрена парашютная система приземления. Также возможна автоматическая аварийная посадка на пересечённой местности. Для пополнения заряда батарей во время полёта будут использоваться встроенные в самолёт солнечные панели. Это также пригодится электродвигателям в шасси, которые используются для рулёжки по аэродрому.

Источник изображения: Bye Aerospace

Источник изображения: Bye Aerospace

По заявлению компании, расходы на эксплуатацию eFlyer 800 должны составлять лишь одну пятую от эксплуатационных расходов на обслуживание самолётов с традиционными турбовинтовыми двигателями. Электросамолёт также не будет производить прямых выбросов углекислого газа и будет значительно тише в полёте, чем обычные самолёты.

Для военных США создадут «аватара» для безопасных высотных работ

Лаборатория ВМС США заключила контракт с компанией Sarcos на разработку дистанционно управляемого варианта экзоскелета Guardian. Экзоскелет Guardian XO много лет эксплуатируется американскими военными для помощи солдатам в подъёме тяжёлых грузов. Частично роботизированная версия экзоскелета позволит обезопасить персонал во время работ на высоте с использованием обычных «человеческих» инструментов.

Экзоскелет Guardian XO

Экзоскелет Guardian XO

Дистанционно управляемый экзоскелет Guardian DX для военных и его гражданскую версию Guardian XT спроектирует и создаст компания Sarcos Defense, дочерняя компания Sarcos Robotics. Для нового экзоскелета предполагается взять верхнюю часть от старого (корпус и конечности) и сделать её платформонезависимой. Проще говоря, предъявлено требование, чтобы верхнюю часть экзоскелета можно было закрепить на любом подъёмнике, стреловом или ножничном, а также на любом шасси — на колёсах или на гусеничном ходу.

Человекоподобная форма верхней части экзоскелета позволит операторам дистанционно управлять конечностями и телом «аватара» естественным образом, полагаясь на обычные рефлексы. Простые движения экзоскелет сможет совершать сам, полагаясь на автоматику и машинное обучение. Более сложные операции будет осуществлять оператор, но обучение, вероятно, постепенно сведёт дистанционное вмешательство к минимуму.

На автовышках и других подъёмниках на высоте с помощью экзоскелета планируется проводить весь спектр работ, которые обычно делает человек — сварочные и монтажные работы, работы с измерительной техникой, другое. При этом экзоскелет сможет поднимать инструменты и груз весом до 90 кг, на что большинство людей не способны.

В целом программа создания экзоскелета для высотных работ призвана снизить риск таких операций для живого персонала. Когда именно будет готова военная версия Guardian DX, не уточняется. Гражданская версия Guardian XT начнёт поставляться в конце следующего года.

Смарт-часы Empatica Embrace, оповещающие о приближении приступа эпилепсии, получили одобрение в США

Выпуск смарт-часов — дело прибыльное и востребованное, учитывая актуальные тенденции и темпы развития индустрии носимой электроники. Тем не менее, редко когда производитель фитнес-устройств и прочих носимых гаджетов готов предложить нечто поистине уникальное. Заполнившие рынок смарт-часы в действительности мало чем отличаются друг от друга, если рассматривать продукцию из одной ценовой категории. Разработчики фокусируют внимание на дизайне, расширяют ассортимент дополнительных аксессуаров, изредка демонстрируя весьма спорные улучшения сомнительной востребованности. 

Однако всё сказанное выше никоим образом не относится к модели Empatica Embrace — смарт-часам, которые стоят особняком от остальных носимых устройств. Данный гаджет на днях прошёл сертификацию в Управлении по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных препаратов США (FDA), необходимую для выхода на американский рынок.

www.empatica.com

www.empatica.com

Empatica Embrace, как и практически любые смарт-часы, умеют анализировать качество сна и вести статистику физической активности пользователя. Ключевой же особенностью устройства, владение которым обуславливается медицинскими нуждами, а не потребностью в фитнес-помощнике, значится способность определять приближение эпилептического припадка.  

www.empatica.com

www.empatica.com

Интегрированные в Empatica Embrace датчики в совокупности с программным алгоритмом, работающим по принципу искусственного интеллекта, могут выявлять предвестники надвигающегося большого эпилептического припадка. Как только потенциальная опасность судорожного приступа указанного характера будет зафиксирована системой, смарт-часы тут же примутся рассылать экстренное оповещение родственникам пользователя, его опекунам или же присматривающим за эпилептиком медработникам. 

www.empatica.com

www.empatica.com

Модель Empatica Embrace доступна для заказа в Европе и в скором времени поступит в продажу на территории Штатов. Там смарт-часы можно будет приобрести за $249. Правда, не обойдётся без вынужденных дополнительных затрат — приобретения подписки для доступа к фирменному сервису, которая обойдётся в ежемесячные $10. Кроме того, для активации функции оповещения о надвигающемся приступе эпилепсии пользователям Empatica Embrace придётся принять участие в клинических испытаниях, организованных компанией-разработчиком. 

Смарт-колонки отучают американцев от радио и телевидения

Смарт-динамики, предлагающие услуги различных голосовых ассистентов, за короткий промежуток времени сумели выйти из категории нишевых устройств и приобрести всеобщую популярность. Продажи «умных» колонок демонстрируют положительную динамику с отчётливой тенденцией к росту. К примеру, одних только Google Home в период с 19 октября по 4 января было продано не менее 6,73 млн единиц, а смарт-акустика вошла в число наиболее желанных подарков к новогодним праздникам.  

«Умные» колонки и смарт-хабы с цифровым помощником обеспечивают дистанционный контроль за домашней электроникой посредством устных команд. Однако для многих динамики наподобие Amazon Echo превратились в личного собеседника, готового к бесконечным диалогам на самые разные темы, умеющего поддерживать разговор и развеселить, а также дать грамотный интернет-совет в сложной жизненной ситуации. При этом общение со смарт-динамиками невольно заменило для американцев традиционные сервисы и услуги, которыми они пользовались ранее на регулярной основе. 

validic.com

validic.com

Так, по данным отчёта Statista, основанном на результатах исследований NPR and Edison Research, смарт-колонками владеют около 16 % американцев. В условиях изобилия информационных технологий жители США всё чаще отдают предпочтение именно смарт-акустике. Данный класс гаджетов уже заменил американцам радиовещание, телевидение, печатные издания и даже сократил количество часов, проведённых со смартфоном в руках.  

Популяризация смарт-акустики, как можно видеть в диаграмме, влияет не только на устаревающие технологии, но и передовые достижения индустрии.  

Nielsen: американцы тратят на социальное медиа более 200 миллиардов часов в месяц

Согласно данным из ежегодного отчёта по социальному медиа Nielsen, каждый месяц американцы проводят в Facebook и тому подобных сетях более двух миллиардов часов. В частности, в июле на социальные сети жители США потратили 121 миллиард минут — в предыдущем году эта цифра равнялась 88 миллиардам. 121 миллиард минут равняется приблизительно 230 тысячам лет — это означает, что в среднем каждый из американцев обозревает социальное медиа по 13 минут в день.

Очевидно, что не каждый житель Америки пользуется социальными сетями. Из 312 миллионов американцев в Facebook зарегистрировано лишь 200 миллионов, причём, многие аккаунты являются лишь дубликатами. Так что можно с уверенностью сказать, что на социальные сети у каждого американца уходит намного больше 13 минут в день.

Nielsen добавил, что в среднем на просмотр социальных сайтов на компьютере у пользователей уходит 20% онлайн-времени. На мобильных устройствах эта цифра немного больше — 30% времени, которое пользователи телефонов и планшетов проводят в сети, уходит именно на Facebook, Twitter и другие похожие сайты.

Материалы по теме:

25% американцев являются владельцами планшетов

Согласно исследованию, проведённому в рамках проекта Pew Internet & American Life Project, 25% взрослых американцев имеют в своём распоряжении планшеты. Таких людей можно разделить на две категории: тех, кто владеет iPad (52% из них) и тех, кто имеет какой-либо планшет на базе операционной системы Android. Причём людей, у которых есть планшеты, за последний год стало намного больше — 68% владельцев «мини-компьютеров» приобрели свои устройства за последние 12 месяцев.

В 2011 году Apple владела 81% доли планшетов на рынке, так что такой рост Android-устройств в этом году крайне значителен. Исследовательский центр Пью также отметил, что анализ был проведён до появления на рынке Nexus 7 от Google и Kindle Fire HD от Amazon, так что вполне возможно, что на данный момент Android даже опережает iOS в плане количества используемых планшетов.

В исследовании указано, что Amazon со своим Kindle Fire внесла наибольший вклад в продвижение Android-планшетов на рынок. Kindle Fire является среди американцев наиболее популярным планшетом — 21% людей владеют именно им. Стоит отметить также, что Android становится всё более популярной операционной системой и в среде смартфонов: 46% американцев владеют смартфонами на базе ОС от Google, 38% имеют в своём распоряжении iPhone, а BlackBerry-устройствам удалось добраться до планки лишь в 10%.

Материалы по теме:

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Google снизила комиссию для приложений с подписками из Play Маркет до 15 %, а для потоковых музыкальных сервисов — до 10 % 5 ч.
Патч для Windows 11, исправляющий работу кеша в процессорах AMD Ryzen, стал доступен всем пользователям 7 ч.
NetApp анонсировала обновление портфеля решений для гибридных облаков 7 ч.
NVIDIA представила подписку GeForce NOW RTX 3080 с возможностью трансляции игр в разрешении до 4К 8 ч.
Nintendo исправила ошибку в Metroid Dread, которая мешала пройти игру 9 ч.
Focus Entertainment приобрела студию-разработчика Shady Part of Me 9 ч.
В New World появилась возможность перемещаться между серверами, но региональную миграцию реализуют позже 10 ч.
Психологический хоррор Happy Game от авторов Machinarium поступит в продажу 28 октября 10 ч.
Among Us получила дату выхода на консолях PlayStation и Xbox — 14 декабря 10 ч.
Следующая часть хоррор-антологии The Dark Pictures станет финалом первого сезона 11 ч.
Частная космическая станция Starlab появится на орбите Земли к 2027 году — она будет принимать туристов и проводить исследования 6 ч.
Intel предложила протокол HTTPA для повышения безопасности веб-приложений 7 ч.
Акции IBM упали в цене после квартального отчёта 7 ч.
Новая статья: Обзор системного блока Raskat Standart 500 (82648): игровой ПК, который мы заслужили 7 ч.
Razer представила игровые гарнитуры Kraken V3 с улучшенным дизайном и звуком, а также тактильной отдачей в моделях Pro и HyperSense 7 ч.
Razer представила свои первые СЖО, вентиляторы и блоки питания для игровых компьютеров — все с RGB-подсветкой 7 ч.
Материнские платы Gigabyte и MSI на чипсете Intel Z690 для процессоров Alder Lake показались на фото 8 ч.
Грядущий AMD Ryzen Threadripper PRO 5975WX на Zen 3 оказался до 34 % быстрее своего предшественника в Geekbench 8 ч.
Honor скоро представит доступный 5G-смартфон Play 5 Youth Edition 9 ч.
Arm представит в 2022 году новый GPU, который будет вдвое быстрее актуального в задачах ИИ 9 ч.