Ученые разработали микрореактор размером с ладонь, который решает проблему портативного электропитания для оборудования в полевых условиях

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Японскими учеными разработан миниатюрный реактор на базе твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ), сопоставимый по размеру с ладонью.

Как сообщает Токийский технологический институт, этот портативный источник энергии может обеспечивать электропитанием устройства с высоким энергопотреблением, такие как беспилотники и роботы.

Автор: Hubsan Источник: www.notebookcheck.net

В отличие от промышленных ТОТЭ, которые требуют 30 минут для разогрева, новый микрореактор достигает рабочей температуры всего за пять минут после запуска в холодном состоянии.

Твердооксидные элементы топлива отличаются высокой плотностью энергии, которая в четыре раза превышает аналогичный показатель литий-ионных аккумуляторов. Данная технология преобразует топливо, обогащенное водородом, непосредственно в электричество посредством электрохимической реакции, обеспечивая высокую эффективность при минимальных энергетических затратах.

Тем не менее для применения этой технологии в малогабаритной электронике существует проблема, связанная с тем, что данная технология обычно работает при очень высокой температуре, достигающей 600 °C. Попытки уменьшить ТОТЭ до размеров смартфона приводят к растрескиванию и выходу из строя устройства из-за интенсивного нагрева.

В связи с этим, интеграция ТОТЭ в малогабаритную электронику осложнена существенной температурной разницой между разогретым внутренним ядром и относительно холодной внешней поверхностью, что создает термическую нагрузку. Это напряжение вызывает разрушение большинства миниатюрных конструкций, делая их ненадежными и небезопасными для использования в портативном режиме.

Микрореактор ТОТЭ
Микрореактор ТОТЭ
Автор: Токийский технологический институт Источник: interestingengineering.com

В разработанном микрореакторе проблема перегрева решается за счет использования «каркасной» конструкции.

Ученые применили в своей работе особый керамический материал — диоксид циркония, стабилизированный иттрием (YSZ). Отказавшись от монолитного исполнения, они разработали эластичную консольную конструкцию для снижения теплопередачи. Эта основа служит защитным корпусом для топливного элемента, предусматривая микроскопические каналы для перемещения топлива и воды.

Инженерная концепция усилена усовершенствованной многослойной теплоизоляцией с уменьшенным весом, которая сохраняет тепло внутри устройства.

В совокупности, эти особенности сводят к минимуму теплопроводность и излучение, обеспечивая структурную целостность устройства и изолируя высокие внутренние температуры от внешней среды.

Важно отметить, что устройство достигает рабочей температуры в 600 °C всего за пять минут, что значительно превосходит показатели стандартных крупномасштабных реакторов, которым требуется полчаса только для выхода на рабочий режим.

Эта технология может найти применение в периферийном оборудовании, которое нуждается в обработке больших объемов данных в полевых условиях без доступа к централизованной электросети.

Источник: interestingengineering

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)

1 комментарий

JM7
Опять журнашлюхи нафантазировали. Какие беспилотники? При чём тут слово реактор? Это топливные элементы водородные, как я понял. Просто маленькие и быстрые. Но к ним же ещё баллоны нужны с газами. Но журналисты не в курсе. Они вообще ни о чём не в курсе.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Обзор наушников Kiwi Ears Stardust: музыкальность с долькой мониторности

В данной статье рассмотрим Kiwi Ears Stardust — эргономичные пятидрайверные гибридные наушники с тёплым, нейтральным и музыкальным звучанием. Параметры Упаковка и комплектация Комплект...

Главный обман 2010-х: почему 3D-телевизоры исчезли так же быстро, как появились

В 2010 году казалось, что телевидение переживает второе рождение: с конвейеров сходили экраны, обещавшие глубину, объём и полное погружение. Семь лет спустя ни один крупный производитель уже не...

Обход ГОСТа на ВЭФ Спидола-232: как советские радиолюбители открывали 100-метровый диапазон

ВЭФ Спидола-232 выпускал Рижский государственный электротехнический завод ВЭФ, с первого квартала 1979 года. Переносной приёмник второго класса сложности, вес 3,4 килограмма, габариты 260х360х110...

Двести лет без солнца: что скрывает легенда о Фимбульвинтере

Весна должна была прийти. Люди ждали, когда земля прогреется, взойдут посевы и скот снова можно будет выгнать на пастбища. Но солнце оставалось тусклым, лето не приносило привычного тепла, а запасы...

Клэм-чаудер: как один американский суп разделился на белую и красную версии

Клэм-чаудер кажется блюдом, которое должно пахнуть морем сильнее, чем спором. Но на северо-востоке США одна миска супа способна выдать региональную принадлежность. В Новой Англии ждут светлую...