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
| Новость | Наука и космос

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

6 фактов о волках, которые расходятся с популярными представлениями

Про волков я чаще встречаю две противоположные версии. В одной это опасный лесной хищник, в другой почти образец семейности и верности. Волк якобы живёт по строгим правилам, не связывается с...

Может ли волк отомстить человеку: что на самом деле известно о памяти хищника

Прочитала рассказ о волке, который якобы запомнил охотника, нашёл его дом и через несколько месяцев вернулся за собакой. Меня заинтересовала уверенность рассказчика. Откуда известно, что зверь...

Крылья бабочек создают оптическую иллюзию в полете, заставляя хищников промахиваться

В живой природе дневные бабочки представляют собой заметную и уязвимую цель. Они летают в светлое время суток, их крылья покрыты яркими полосами и пятнами, а частота взмахов относительно мала....

В ракету «Аполлон-12» дважды ударила молния в первую минуту полёта к Луне

14 ноября 1969 года «Аполлон-12» отправился к Луне под дождём. Через 36,5 секунды после старта в ракету Saturn V ударила молния, а на 52-й секунде последовал второй разряд. В кабине загорелись...

Технологическая сингулярность уже наступила? Как ИИ-агенты вышли из-под контроля, но провалили базовые тесты на логику

В последние месяцы руководители крупнейших компаний по разработке программного обеспечения сделали ряд громких заявлений. Они сообщили, что развитие искусственного интеллекта подошло к моменту...

Сверчок вместо термометра: можно ли определить температуру воздуха по частоте его стрекота

Тёплым вечером стрекот сверчков кажется просто частью летнего шума. Но стоит прислушаться несколько ночей подряд, и обнаруживается любопытная закономерность: в жару «музыка» становится заметно...