Étiquette : طاقة

تعد تأخيرات مواعيد القطارات وإلغاءاته أكبر مشكلة يواجهها كل مسافر، ولكن من المؤكد أنه يمكن التقليل من هذه المعضلات إذا كانت هناك قاطرة لا تحتاج أبدا إلى التوقف للتزود بالوقود.

وهذا بالضبط ما يطوره العلماء بمساعدة ميزانية قدرها 38 مليون جنيه إسترليني (50 مليون دولار).

وتتمثل مهمتهم في إنشاء أول “قطار إنفينيتي” (لا نهائي) في العالم، مدعوم بقوة الجاذبية، والذي سيُنقل بعد ذلك إلى شبكة السكك الحديدية في وقت لاحق من هذا العقد.

وسيعمل على بطارية كهربائية لن تحتاج إلى إعادة شحنها باستخدام البنية التحتية التقليدية للشحن لأنها ستسخّر بدلا من ذلك طاقة الجاذبية في أقسام المنحدرات من المسار. والاحتكاك الناتج عن الكبح لإبطاء القطار سيعيد توليد الكهرباء ويعني نظريا أن القاطرة يمكنها نقل المواد والناس يوما ما دون الحاجة إلى التوقف.

وقالت الشركة الهندسية الأسترالية التي تقف وراء الخطة، Fortescue Future Industries، إنها ستلغي أيضا الحاجة إلى تشغيل أي قطارات بالديزل. إنه يعمل بنفس الطريقة التي تعمل بها السيارات الكهربائية الهجينة.

وأعلنت الشركة عن القطار بعد استحواذها على شركة البطاريات البريطانية Williams Advanced Engineering، والتي ولدت من Williams F1 في عام 2010.

وستعمل الشركتان معا على تسريع الانتقال إلى الطاقة الخضراء ومساعدة الصناعة على خفض انبعاثات الكربون إلى الصفر بحلول نهاية العقد.

وقال الدكتور أندرو فورست، مؤسس ورئيس مجلس إدارة Fortescue، “سينضم “قطار إنفينيتي” إلى أسطول Fortescue الأخضر قيد التطوير وسيساهم في أن تصبح Fortescue لاعبا رئيسيا في السوق العالمية المتنامية لمعدات النقل الصناعية الخضراء، ما يوفر قيمة كبيرة لمساهمينا”. ويجب على العالم، ومهذا ممكن طبعا، أن يبتعد عن حقبة الوقود الأحفوري شديدة التلوث والمميتة. وقال إن “قطار إنفينيتي” يجب أن يساعد في تسريع سباق Fortescue للوصول إلى صافي انبعاثات صفرية بحلول عام 2030، مع خفض تكاليف التشغيل وخلق فرص صيانة أكثر كفاءة.

وقالت Fortescue إن عمليات السكك الحديدية الخاصة بها تشمل 54 قاطرة تحمل 16 مجموعة قطار، إلى جانب معدات متنقلة أخرى على المسار.

ويبلغ طول كل مجموعة قطار 1.7 ميل (2.8 كم) ولها القدرة على نقل 34404 أطنان من خام الحديد في 244 سيارة.

ويعتمد النظام حاليا على محركات الديزل التي تستهلك 82 مليون لتر من الوقود سنويا.

وتأمل الشركة في خفض هذا الاستخدام بشكل كبير والتخلص منه في نهاية المطاف بشكل كامل خلال السنوات العديدة القادمة بمساعدة “قطار إنفينيتي”.

وقالت إليزابيث غاينز، الرئيس التنفيذي لشركة Fortescue، “يتمتع قطار إنفينيتي بالقدرة على أن يكون أكثر قاطرات البطاريات الكهربائية كفاءة في العالم. إن تجديد الكهرباء في الأقسام المحملة على المنحدرات سيزيل الحاجة إلى تركيب توليد الطاقة المتجددة وإعادة شحن البنية التحتية، ما يجعلها حلا فعالا في رأس المال للتخلص من الديزل والانبعاثات من عمليات السكك الحديدية لدينا”.

ولكن حتى إذا نجح المهندسون في تسخير التكنولوجيا لإنشاء “قطار إنفينيتي”، فقد يستغرق الأمر شهورا أو حتى سنوات حتى تقوم خطوط السكك الحديدية الأخرى بتنفيذه.

ليس هذا فقط، لكنه لن يوقف تأخيرات القطارات بسبب الطقس أو أوراق الشجر على الخط، على عكس التكنولوجيا الجديدة التي يتم تجربتها. وسيتم رش الجليد الجاف على خطوط السكك الحديدية عبر شمال إنجلترا كجزء من المبادرة التي تهدف إلى تقليل التأخيرات التي تسببها الأوراق على المسار.

المصدر: روسيا اليوم عن ديلي ميل

إقرأ الخبر من مصدره

يجب أن تعتمد أصغر أجهزة الكمبيوتر على خلايا الموجات فوق الصوتية أو الخلايا الكهروضوئية لملء البطاريات الصغيرة بالطاقة من الاهتزازات أو ضوء الشمس، مع وجود مساحة صغيرة للتخزين.

وهذا له سلبياته، لأن الكمبيوتر لن يعمل من دون مصدر طاقة ثابت أو في الأماكن المظلمة مثل جسم الإنسان.

لذلك يقترح بعض العلماء في أوروبا هيكلا بديلا: بطارية صغيرة تعتمد على طي طبقات رقيقة متناهية الصغر مثل الأوريجامي. والبطارية هي مجرد نموذج أولي في الوقت الحالي، لكن النتائج الأولية مشجعة.

وكتب الباحثون: “هناك حاجة ماسة لتطوير بطاريات عالية الأداء لنظام حجم المليمتر وما دون المليمترات لأن أنظمة تخزين الطاقة هذه ستسهل تطوير أنظمة دقيقة مستقلة حقا”.

وعادة ما تعتمد بطاريات الكمبيوتر كاملة الحجم على “الكيمياء الرطبة”، ما يعني أن الرقائق المعدنية التي توصل الكهرباء توضع في اتصال مع الإلكتروليتات السائلة لتوليد تدفق للطاقة.

ومع ذلك، لا يمكن للبطاريات القائمة على الرقائق بمقياس معين أن تدعم الإلكتروليتات السائلة.

وعلى هذا النحو، قام مخترعو هذه البطارية الصغيرة الجديدة بضغط إلكتروليت صلب بين شريحتين صغيرتين مطليتين بغشاء رقيق للغاية من الأقطاب الكهربائية، أحدهما موجب والآخر سالب.

ومع ذلك، فإن هذا المنحل بالكهرباء الصلب ليس بنفس كفاءة استخدام المنحل بالكهرباء السائل، حيث يأتي الطي.
ومن خلال لف مجموعة بطارية مسطحة في “أسطوانة سويسرية”، يمكن للعلماء ضغط مساحة أكبر بكثير في مساحة ضيقة. وهذه هي الطريقة التي تعمل بها خلايا الأسطوانات في سيارات تسلا الكهربائية.

وبمقياس المليمتر المكعب، من الصعب للغاية دحرجة مواد رقيقة وهشة إلى هذا النوع من الشكل عن طريق الضغط الخارجي.

ولحسن الحظ، هناك طريقة أخرى لجعل المادة تطوى من تلقاء نفسها، وتسمى “الأوريجامي الصغير”.

ويعمل نوع التقنية مثل ستارة النافذة المتدحرجة. وعندما يتم سحب المادة الرقيقة إلى أسفل، يمكنك ترك هذا التوتر الميكانيكي وسيقوم كل شيء إلى الأعلى ويتدحرج إلى أسطوانة.

وعلى شريحة، كان الباحثون قادرين على تحقيق هذه الحركة عن طريق تثبيت جانب واحد من المادة الرقيقة لإنشاء، في جوهرها، شريط نافذة ستارة.

وفي النهاية، كان الفريق قادرا على تجميع نموذج أولي للبطارية الصغيرة في مساحة لا تتعدى 0.04 ملليمترا مربعا، ما يوفر سعة أعلى بثماني مرات مما يمكن أن تحققه بطارية مسطحة بحجم مماثل.

ويقول الباحثون إن الأسطوانة تشبه الهيكل القياسي للفائف السويسرية المستخدمة في البطاريات الأكبر، بما في ذلك طبقتان على الأقل للمجمع، وشريط أنود، وغشاء إلكتروليت ملفوفان معا.

ويقول الباحثون إن التصميم ليس قابلا لإعادة الشحن فحسب، بل إن البطارية في وضعها الحالي يمكن أن تشغل أصغر أجهزة الكمبيوتر لدينا لمدة 10 ساعات تقريبا. ولا يزال هناك المزيد من العمل الذي يتعين القيام به.

ويقول الفيزيائي أوليفر شميت من جامعة كيمنتس للتكنولوجيا في ألمانيا: “لا تزال هناك إمكانات هائلة لتحسين هذه التكنولوجيا، ويمكننا أن نتوقع بطاريات ميكروية أقوى بكثير في المستقبل”.

 

ساينس ألرت

إقرأ الخبر من مصدره

تحاول ناسا معرفة كيفية إعادة تدوير النفايات البشرية، بما في ذلك البراز وثاني أكسيد الكربون الذي نتنفسه، إلى منتجات مفيدة

ويمكن أن تساعد إعادة تدوير النفايات رواد الفضاء في القيام بمهمات أطول دون إعاقة مقدار الموارد التي يمكنهم جلبها.

وكشف موقعZDNET أن هذه المنتجات المعاد تدويرها ستكون مثل “ذهب الفضاء” للرواد الذين سيقضون وقتا طويلا في الفضاء قبل العودة إلى الأرض.

لكن المشكلة الوحيدة تكمن في أن ناسا ليست متأكدة من كيفية صنع هذا “الذهب الفضائي”. وهذا هو السبب في أن تحدي التعهيد الجماعي الجديد المسمى Waste to Base Material Challenge: إعادة المعالجة المستدامة في الفضاء، يبحث عمّن يساعدهم على حل هذه المشكلة.

ويقدم مختبر Nasa Tournament Lab جائزة بقيمة 24 ألف دولار للشخص أو الفريق الذي لديه أفضل فكرة.

ويوضح موقع المختبر التابع لوكالة الفضاء الأمريكية: “ساعد ناسا على تحسين مهمات الفضاء المستقبلية اقتراح مناهج للسماح بإعادة المعالجة /إعادة التدوير/ إعادة استخدام الموارد الموجودة على متن المركبات بكفاءة”.

ويمضي الموقع في القول إن أي شخص يرغب في التقدم يجب أن يتخيل أنه في رحلة من سنتين إلى ثلاث سنوات إلى المريخ بإمدادات محدودة.

وتابع: “يتعلق هذا التحدي بإيجاد طرق لتحويل النفايات إلى مواد أساسية وأشياء مفيدة أخرى، مثل الوقود أو المواد الأولية للطباعة ثلاثية الأبعاد. إننا نبحث عن أفكارك حول كيفية تحويل النفايات المختلفة إلى مواد مفيدة يمكن تحويلها بعد ذلك إلى أشياء مطلوبة ويمكن تدويرها عدة مرات، ونبحث عن أفكار لتحويل النفايات إلى طاقة دافعة.

وأضاف الموقع: “في النهاية، نود دمج جميع العمليات المختلفة في نظام بيئي قوي يسمح لمركبة فضائية بالانطلاق من الأرض بأقل كتلة ممكنة”.

ويسعى مختبر ناسا Nasa Tournament Lab للحصول على أفكار حول كيفية إعادة تدوير القمامة والنفايات البرازية ومواد التغليف الرغوية وثاني أكسيد الكربون.

وستحصل الأفكار الفائزة في كل فئة من هذه الفئات على جائزة قدرها 1000 دولار، بينما ستمنح الجائزة الكبرى البالغة 24 ألف دولار لأفضل فكرة بشكل عام.

وبعض عمليات إعادة التدوير في الفضاء تحدث بالفعل في المهمات الحالية، حيث يستخدم رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية نظام إعادة تدوير المياه العادمة منذ عام 2009.

المصدر: روسيا اليوم عن ذي صن

إقرأ الخبر من مصدره