Вокруг Науки Техники

[Flanger]

С помощью света и меди углекислый газ превратили в топливо

Исследователи превратили углекислый газ в метанол, освещая солнечным светом атомы меди, нанесенные на активируемый светом материал.

Международная исследовательская группа разработала материал, состоящий из атомов меди, закрепленных на нанокристаллическом нитриде углерода. Под воздействием солнечного излучения этот материал преобразует углекислый газ в метанол, открывая новый способ для производства экологичного топлива.

Фото-и электрокатализ используют солнечный свет и воду, чтобы превращать углекислый газ в полезные продукты. При фотокатализе, например, солнечный свет падает на полупроводниковый материал для возбуждения электронов. Эти электроны проходят через материал и реагируют с углекислым газом и водой. Но обычно этот процесс не очень эффективен. Исследователи искали материалы, которые повысили бы результативность преобразования.

Ученые нагрели нитрид углерода, чтобы максимизировать его свойства для фотокатализа. Используя магнетронное распыление, исследователи нанесли атомы меди. В результате атомы сформировали в нанокристаллическую структуру, которая позволяет электронам перемещаться от нитрида углерода к углекислому газу.

Измерив электрический ток, который генерировал катализатор, исследователи обнаружили, что даже без меди нанокристаллическая форма нитрида углерода оказалась в 44 раза активнее традиционной, используемой при катализе. При этом добавление всего лишь 1 мг меди на 1 г нитрида углерода увеличило эффективность в четыре раза. При этом в результате начал выделяться не метана, а метанол — ценное экологически чистое топливо.

Исследование показывает, что побочный продукт сжигания углеродного топлива — углекислый газ — можно перерабатывать в полезные вещества. Их, в свою очередь, можно использовать снова в качестве топлива, создавая вокруг них экономику замкнутого цикла. При этом для производства достаточно воды, света и широко доступных на Земле компонентов — меди, азота и углерода.

[Flanger]

 

[Flanger]

[Flanger]

Компания Smartech из Таиланда продемонстрировала на 45-м Международном автосалоне в Бангкоке прототип электрического мотоцикла Felo TooZ с запасом хода 720 км, способного развивать скорость до 200 км/ч.

Новинка является самым большим электрическим мотоциклом в мире и позиционируется как транспортное средства для любителей туристических поездок.

Сообщается, что столь большой запас хода будет возможен благодаря батарее ёмкостью 35 кВт·ч. Аккумулятор Felo TooZ поддерживает быструю зарядку, позволяющую восполнить заряд с 20 до 80 % всего за 20 минут. Также сообщается о поддержке технологии Vehicle-To-Load (V2L), благодаря чему с помощью Felo TooZ можно заряжать аккумуляторы всевозможных устройств и питать электроприборы, а также использовать его батарею для подачи электроэнергии в свой дом.

  Мотоцикл оснащён 12-дюймовым TFT-экраном, который можно использовать для навигации. Также есть 6-канальная акустическая система с поддержкой объёмного звучания. Спецификации транспортного средства включают систему контроля давления в шинах (TPMS), ABS и систему контроля тяги.

  Сроки запуска серийного производства пока неизвестны. 

 

[Flanger]

[Flanger]

Китайская автоматизированная линия по производству крылатых ракет. В репортаже говорится, что сборка при работе круглые сутки может создать до 1000 ракет в день

[Flanger]

У белка на основе природного газа появился стандарт

Гаприн – биомасса бактерий, растущих на природном газе, – является ценной высокобелковой кормовой добавкой, прежде всего, для аквакультуры. Он питательный, легко усваивается, полностью безопасен (нетоксичен), не содержит ГМО. Технология производства гаприна перспективна и была известна еще с середины прошлого века. Сейчас же она активно развивается и совершенствуется. До сих пор в нашей стране производство гаприна регламентировалось лишь ТУ, а вот национального стандарта не было. С 1 апреля 2024 года в России вводится новый ГОСТ, который стандартизирует требования к кормовой белковой добавке на основе метанокисляющих бактерий.

Гаприном называют биомассу бактерий, растущих на метане. Белковый концентрат получают путем переработки природного газа метанотрофными бактериями. У гаприна немало преимуществ перед другими источниками белка. До 75% биомассы метанокисляющих микроорганизмов составляет чистый белок (для сравнения: в рыбной муке – до 65% белка, в сое – до 43%). Метанотрофные бактерии в подходящих условиях активно перерабатывают природный газ, очень быстро размножаются и наращивают свою биомассу, богатую ценным белком. Для примера: чтобы вырастить сою, нужно около полугода, столько же приблизительно времени нужно для того, чтобы вырастить свинью, для рыбы – полгода-год, для птицы – около 40 дней, а вот биомасса удваивается каждые 4 часа.

Гаприн относится к микробиологическим кормовым белкам, применяемым в животноводстве. По своему аминокислотному составу он практически полностью совпадает с животными белками, а по содержанию ряда незаменимых аминокислот превосходит белки растительного происхождения, прежде всего соевый. По своему профилю гаприн сильно приближен к высококачественной рыбной муке, которая в Россию в основном импортируется.

Использование метана для получения белка одноклеточных имеет ряд преимуществ: возможность использования попутного газа, который зачастую просто сжигается на месторождениях, большие запасы в стране природного газа, хорошая его транспортабельность, возможность получения готового продукта без дополнительной очистки от субстрата.

Первые технологии производства гаприна начали развиваться в 60-х годах XX века. В 80-е годы в СССР создавались первые опытно-промышленные производства, но серийные заводы так и не были построены. И только к началу 2000-х интерес к этой технологии в мире снова вырос.

На данный момент технология получения микробного белка из метана совершенствуется, и многие компании (отечественные и зарубежные) уже пробуют внедрить свои разработки в производство. В России есть опытно-промышленные установки по производству биотехнологического кормового белка.

Внедряя в производство и масштабируя технологию получения гаприна, можно обеспечить страну высококачественными протеинами, которые будут служить основой для комбикормов. Потребности рынка в белковых добавках сегодня огромны. Global Market Insights оценивает объем продаж на этом рынке в 2019 году в 150 млрд долларов. Сектор продолжает расти примерно на 6% в год.

Новый ГОСТ Р 71301 «Биотехнология. Добавка белковая кормовая на основе метанокисляющих бактерий (гаприн)», который вводится в России с 1 апреля 2024 года, стандартизирует требования к кормовой белковой добавке на основе метанокисляющих бактерий. Документ будет способствовать формированию новой перспективной отрасли.

Инициаторами и разработчиками национального стандарта являются Ассоциация ТП Биотех 2030, ООО Гипробиосинтез и ФИЦ Биотехнологии РАН в рамках работы по стандартизации Центра компетенций НТИ «Молекулярная инженерия в науках о жизни». Разработка регулирующего документа проводилась при поддержке технического комитета по стандартизации ТК 326 «Биотехнологии» с привлечением экспертов отрасли – ООО «Биопрактика», ООО «Биофорте-Лаб», НПО Биосинтез, Союз производителей пищевых ингредиентов, АО «ИмпактБио», ФГБНУ ФИЦ ВИЖ им. Л.К. Эрнста и др. Такая совместная работа ведущих научных, производственных и экспертных организаций показывает значимость и важность нового стандарта и заинтересованность в развитии в стране нового отраслевого сектора.

Развитие рынка производства высокобелкового кормового концентрата будет способствовать повышению питательности кормов, улучшению коэффициента конверсии кормов, позволит снизить зависимость от аминокислот как обязательных кормовых добавок, будет способствовать сокращению зависимости от зарубежных поставок белковых компонентов.

Информация предоставлена пресс-службой ФИЦ Биотехнологии РАН 

[Flanger]

Новое стекло для использования под водой само очищается от 98% морских организмов

Учёные из Массачусетского университета разработали УФ-излучающее стекло для подводных сооружений и кораблей, которое убивает микроорганизмы и самостоятельно очищается от биопленки. Из него можно изготавливать иллюминаторы и линзы для подводных камер, которые всегда будут чистыми и прозрачными.

Когда практически любой материал остается в морской воде достаточно долго, на его поверхности образуется слизистая пленка из бактерий, грибов, водорослей и других морских микроорганизмов. Более крупные организмы, такие как ракушки, затем закрепляются на ней. Такие «жильцы» делают корпуса кораблей гораздо менее мобильными и заставляют суда использовать больше топлива для движения. Биопленки также разрушают подводные сооружения, защитные сети и даже установки по опреснению морской воды.

Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу
Широко известные методы борьбы с биопленками — это покрытие подводных поверхностей либо антимикробной краской, которая может нанести вред окружающей среде, либо специальными антипригарными материалами, которые приходится регулярно обновлять.

Хорошая альтернатива — освещать поверхности внешним ультрафиолетовым светом, который убивает микроорганизмы. К сожалению, по мере удаления от источника ультрафиолетовые лучи становятся менее эффективными и их поглощает мутная вода.

Вот тут-то и приходит на помощь излучающее УФ стекло. Оно не нуждается в источнике света, а само является им. Созданный группой ученых под руководством инженеров Массачусетского университета в Амхерсте, материал состоит из обычного предметного стекла, покрытого с обратной стороны слоем наночастиц кремнезема и прозрачного полимера.

Ультрафиолетовый светодиод, расположенный рядом со стеклом, проецирует свет не на переднюю или заднюю его часть, а на край. Когда ультрафиолетовые лучи проходят через толщу стекла, они рассеиваются наночастицами, которые отражают свет, но не поглощают его. В результате вся передняя (со стороны воды) поверхность предметного стекла равномерно излучает ультрафиолет. Изобретение делает это в 10 раз лучше, чем стекло без покрытия, освещенное таким же образом.

При испытании технологии предметные стекла с покрытием вместе с контрольными предметными стеклами без покрытия погрузили в воды Порт-Канаверал, штат Флорида, на 20 дней. Излучающие УФ стекла снизили видимый рост биопленки на 98%. Теперь ученые планируют испытать более толстые стекла и оставить их в воде подольше.

Лейла Алидохт, ведущий автор исследования, сказала, что технология поможет дезинфицировать прозрачные поверхности, такие как иллюминаторы кораблей, плавучие сферы и заякоренные буи, объективы камер и датчики для океанографических, сельскохозяйственных и водоочистных целей. Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Biofilm.

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

«Росатом» получил разрешение на эксплуатацию первого в мире производства инновационного нитридного топлива

Ростехнадзор выдал Сибирскому химическому комбинату лицензию на эксплуатацию модуля фабрикации/рефабрикации плотного топлива. Это первый объект Опытно-демонстрационного энергокомплекса (ОДЭК), который строится в Северске в рамках стратегического отраслевого проекта «Прорыв». 

ОДЭК — это кластер ядерных технологий будущего, который включает три взаимосвязанных объекта, не имеющих аналогов в мире: модуль по производству смешанного нитридного уран-плутониевого ядерного топлива, энергоблок с инновационным реактором на быстрых нейтронах IV поколения БРЕСТ-ОД-300, а также модуль по переработке облученного топлива. Таким образом, впервые в мировой практике на одной площадке будут построены АЭС с быстрым реактором и пристанционный замкнутый ядерный топливный цикл. модуля.

[Flanger]

 

[Flanger]

Лазерная сварка

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

[Flanger]

Разработана новая натриевая батарея, которую можно заряжать за секунды

Исследователи из Корейского института науки и технологий (KAIST) разработали мощный натриево-ионный гибридный аккумулятор, который можно зарядить за считанные секунды.

Считается, что натрий почти в 1000 раз более распространен, чем литий. Поэтому натриево-ионные электрохимические накопители энергии более привлекательны, чем традиционные литиево-ионные электрохимические накопители энергии.

Под руководством профессора Джунг Ку Канга с факультета материаловедения и инженерии исследовательская группа объединила материалы анодов, обычно используемые в аккумуляторах, с катодами, подходящими для суперконденсаторов.

Такое сочетание помогло батарее достичь высокой емкости и быстрой скорости заряда и разряда. Исследование показывает, что батарея может стать жизнеспособной альтернативой литий-ионным батареям нового поколения.

Сочетание новых анода и катода позволило создать высокопроизводительный гибридный натрий-ионный накопитель энергии. По плотности энергии он превосходит коммерчески доступные литий-ионные батареи.

По словам исследователей, устройство демонстрирует характеристики плотности энергии суперконденсаторов.

Батарея может удовлетворить растущий спрос на недорогие электрохимические накопители энергии с высокой плотностью энергии для непрерывной работы на одном заряде и плотностью мощности при быстрой зарядке для решения широкого спектра задач — от мобильных электронных устройств до электромобилей и крупномасштабных электросетевых систем.

Существующие в настоящее время натриево-ионные накопители энергии имеют низкую способность к перезарядке. Это объясняется тем, что они имеют низкую плотность мощности при относительно высокой плотности энергии. В настоящее время доступны два типа натриевых систем хранения энергии: натриево-ионные аккумуляторы (SIB) и натриево-ионные конденсаторы (SIC). Поэтому исследователи сосредоточились на натриево-ионных гибридных накопителях энергии (SIHES).

SIHES могут использовать различные потенциальные возможности катодов конденсаторного типа и анодов аккумуляторного типа. Они привлекли к себе большое внимание, поскольку эта система хранения в принципе может обеспечить как высокую плотность энергии, так и плотность мощности при быстрой зарядке.

По данным исследователей, SIHES может достичь плотности энергии 247 Вт-ч/кг и плотности мощности 34 748 Вт-ч/кг. Профессор Канг отметил, что данное исследование представляет собой прорыв в преодолении существующих ограничений систем хранения энергии. Он ожидает более широкого применения в различных электронных устройствах, включая электромобили.

Исследование, написанное в соавторстве с аспирантами KAIST Чон Хуи Чоем и Донг Вон Кимом, было опубликовано в журнале Energy Storage Materials.

[Flanger]

Эта симуляция показывает, как белки бактериального мотора работают вместе, вращая жгутики (хвост).

[Flanger]