Lưu trữ Danh mục: Khoa Học Và Công Nghệ

Khoa Học Và Công Nghệ

Xe đẩy bay giúp vận chuyển hàng hóa lơ lửng

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Xe đẩy bay Palletrone trong thử nghiệm.
31
Th10

Các nhà nghiên cứu phát triển xe đẩy bay Palletrone nhằm tránh tình trạng bánh xe hỏng, kẹt và giúp vận chuyển hàng hóa linh hoạt hơn.

(Video: Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia Seoul).

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Quốc gia Seoul (SeoulTech) phát triển xe đẩy bay Palletrone, cho phép người dùng vận chuyển đồ đạc ở ngang tầm ngực thay vì phải đẩy một chiếc xe có bánh dưới sàn nhà, New Atlas hôm 24/9 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí IEEE Robotics and Automation Letters.

Về cơ bản, Palletrone gồm drone đa động cơ đặt trong một chiếc lồng, bên trên là mặt phẳng để chất hàng. “Xe đẩy được thiết kế với bề mặt phẳng rộng rãi phía trên để dễ dàng chất hàng, kết hợp thêm tay cầm phía sau giống như xe đẩy. Để điều khiển quỹ đạo bay, người dùng sẽ nắm tay cầm, tác dụng các lực và mô-men ba chiều, đồng thời duy trì việc vận chuyển hàng hóa ổn định mà không lắc lư hay nghiêng”, nhóm nghiên cứu giải thích.

Người dùng được bảo vệ khỏi các cánh quạt quay nhanh của drone nhờ chiếc lồng bao quanh. Lồng có nhiều khe hở cho phép đủ lượng không khí cần thiết tràn vào để drone bay được, hiệu suất chỉ giảm ở mức tối thiểu.

Tiếng ồn từ drone là một nhược điểm của Palletrone. Nhược điểm khác là xe đẩy hiện có trọng tải tương đối thấp, chỉ 2,93 kg – không đủ để chở lượng đồ mà một gia đình mua sắm mỗi tuần hay giúp nhân viên kho di chuyển hàng hóa hiệu quả. Ngoài ra, thời gian hoạt động của xe đẩy cũng phụ thuộc vào pin của drone.

Xe đẩy bay Palletrone trong thử nghiệm.
Xe đẩy bay Palletrone trong thử nghiệm.

Đa số vấn đề trên có thể được giải quyết khi nhóm nghiên cứu tiếp tục cải tiến Palletrone. Xe đẩy bay vẫn mang lại lợi ích lớn vì cho phép người dùng dễ dàng lên xuống cầu thang và không cần lo ngại bánh xe mắc kẹt hay hỏng hóc.

Trong phiên bản hiện tại, nhóm nghiên cứu sử dụng thuật toán điều khiển bay cơ bản từ nghiên cứu cũ của một số thành viên trong nhóm. Hệ thống cũng sử dụng các bộ truyền động để liên tục điều chỉnh độ lắc lư và nghiêng – giúp xe ổn định trong quá trình hoạt động, đồng thời cân nhắc lực tác động từ người dùng.

Ngoài ứng dụng cho logistics hay trong siêu thị, cửa hàng tạp hóa, Palletrone có thể đóng vai trò như một chiếc tripod (chân đỡ camera có 3 trụ) bay, cho phép di chuyển camera linh hoạt với đa dạng góc quay. Theo Seung Jae Lee, thành viên nhóm nghiên cứu, bước tiếp theo có thể là phát triển hệ thống sạc ngay trong khi bay để tăng thời gian hoạt động.

Khoa Học Và Công Nghệ

Ứng dụng lốp xe không hơi của NASA cho xe đạp

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
31
Th10

Startup Mỹ ứng dụng Công Nghệ do NASA phát triển cho robot sao Hỏa vào lốp xe đạp dưới mặt đất nhằm tăng độ bền và tính hiệu quả.

Lốp siêu đàn hồi được tạo ra lần đầu tiên bởi NASA và hiện nay được thương mại để sử dụng trên mặt đất bởi công ty SMART Tire, rất bền chắc và không bị xẹp. Lốp được chế tạo từ NiTinol+ (nickel – titan), một vật liệu Công Nghệ độc đáo vừa cứng chắc như titan vừa đàn hồi như cao su. Những khó khăn mà robot của NASA trải qua trên sao Hỏa (không có đường, nhiệt độ hạ tới -100 độ C và nhiều thách thức khác) đã dẫn tới sự ra đời của lốp siêu đàn hồi.

Thiết kế chịu tải của SMART Tire cũng sử dụng những đặc tính của hợp kim ghi nhớ hình dáng. Kim loại độc đáo này có thể giãn, nén, uốn cong, sau đó thẳng lại với đủ lực để dịch chuyển vật thể khối lượng lớn. Thông qua thay đổi pha phân tử, lốp lấy lại 100% hình dáng cũ ngay cả sau khi bị biến dạng mạnh, theo công ty SMART Tire.

Lốp xe Metl được làm bằng hợp kim ghi nhớ hình dạng (SMA), gồm những sợi mảnh đan vào nhau để tạo thành cấu trúc dẻo dai, có thể uốn theo các dạng địa hình. Nó không cần bơm hơi, không bị thủng và có độ ma sát tốt hơn lốp cao su bơm hơi thông thường.


Hợp kim ghi nhớ hình dạng (SMA) sử dụng cho xe đạp chạy trên mặt đất. (Ảnh: NASA).

SMA hoạt động giống như một bộ giảm xóc, cho phép các phương tiện đi qua địa hình nhiều sỏi đá dễ dàng hơn. Ban đầu, NASA phát triển Công Nghệ này để đảm bảo bánh xe nhôm của Curiosity, robot hoạt động trên sao Hỏa, luôn bền và khó hư hỏng.

“Nhờ khả năng chuyển pha ở cấp độ phân tử dưới áp lực, SMA không giống bất cứ vật liệu nào. Nó thể hiện sự ghi nhớ hình dạng một cách hoàn hảo qua thời gian. Kết quả là chúng ta sẽ có những chiếc xe đạp tân tiến, nhẹ, bền và không bao giờ xịt lốp”, Earl Cole, CEO của SMART Tire, cho biết.

SMART Tire dự định bán lốp Metl vào năm sau. NASA khẳng định Công Nghệ này có thể sử dụng cho xe scooter, xe tải và ôtô con trong tương lai. “Chúng tôi hiểu rằng cần phát triển và thử nghiệm Metl nhiều hơn trước khi nó sẵn sàng cho thị trường phương tiện 4 bánh. Chiến lược ban đầu của chúng tôi là tập trung bán cho những khách hàng đặc biệt và thị trường xe hai bánh“, đại diện công ty cho biết.

NASA chọn SMART Tire để trao Công Nghệ lốp xe không bơm hơi qua chương trình Startup Studio. Đây là chương trình của NASA nhằm kết nối doanh nghiệp với Công Nghệ vũ trụ cho các mục đích thương mại.

Sự hợp tác với SMART Tire mang lại tiềm năng lớn, theo Harvey Schabes, giám đốc đơn vị chuyển giao Công Nghệ tại trung tâm nghiên cứu Glenn thuộc NASA. NASA muốn tiếp tục phát triển Công Nghệ này để tạo ra một vật liệu chất lượng tốt giúp cải tiến đáng kể lốp xe cho các robot thám hiểm trong tương lai.

Lốp METL sẽ được ứng dụng vào đâu?

Những điểm trên cho thấy một điều mà chính Young cũng công nhận: ứng dụng đầu tiên của loại lốp này không phải là xe đạp đua hay xe địa hình mà là dành cho các dịch vụ xe đạp công cộng (bikeshare).

Xe đạp công cộng
Xe đạp công cộng.

Ích lợi lớn nhất của lốp METL là nó không thể xì hơi, điều này rất hợp lý nếu bạn phải quản lý nhiều xe cùng một lúc. Người dùng các dịch vụ xe đạp công cộng có lẽ không quan tâm tới trải nghiệm đạp xe hay các vấn đề liên quan là mấy so với những người yêu xe đạp – đem lại lợi thế cho Smart trong việc ứng dụng sản phẩm này và thu thập dữ liệu giúp giải quyết các vấn đề tồn đọng. Công ty hiện đã có hợp đồng với dịch vụ chia sẻ phương tiện vận tải Spin.

Vậy tại sao công ty lại nhắm đối tượng tới thị trường xe đạp? Calvin Young – một người yêu thích đạp xe và loại lốp này là một ý tưởng xuất phát vì đam mê, nảy sinh khi anh đang làm thực tập viên cho NASA. “Từ góc độ của công ty, xe đạp là một ứng dụng khả thi cho ý tưởng này” – Young nói. Nói theo cách khác, xe đạp là phương án ít rủi ro để hiện thực hóa ý tưởng, và một khi đã hoàn thiện thì mở rộng ra các lĩnh vực khác sẽ dễ hơn.

“Đây không phải là một tương lai quá xa vời. Công nghệ này đã gần hoàn thiện và vấn đề chỉ là đưa nó vào thực tiễn và giới thiệu tới người tiêu dùng. Rất có khả năng bạn sẽ thấy loại lốp này trên xe đạp phổ thông trong một vài năm tới”.

Nhưng nếu bạn muốn thử loại lốp này trước, đừng tìm kiếm trong hội chơi xe đạp, mà hãy tìm ở những dịch vụ chia sẻ xe đạp công cộng.

Khoa Học Và Công Nghệ

“Trí tuệ nhân tạo” AlphaGo là gì mà khiến con người thán phục?

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
AlphaGo có khả năng tự học, ghi nhớ các bước đi của đối thủ.
31
Th10

AlphaGo là gì? Tại sao AlphaGo lại được nhiều người quan tâm như vậy? Điều gì đã khiến cho bộ máy nhân tạo AlphaGo chiến thắng một kiện tướng cờ vây nhiều năm kinh nghiệm? Mọi thắc mắc của bạn sẽ được giải đáp trong bài viết này.

AlphaGo là phần mềm máy tính (dưới dạng trí thông minh nhân tạo) được công ty con DeepMind của Google phát triển tại LonDon, Anh vào cuối năm 2015. Khá bất ngờ khi ông chủ đứng đầu công ty là thần đồng cờ vua Al Demis Hassabis. Tính tới hiện nay, lượng dữ liệu các trận đấu cờ vây mà AlphaGo nhập vào giúp nó có kinh nghiệm tương đương với 80 năm chơi cờ vây liên tục. Một con số ngạc nhiên và đáng ngưỡng mộ.

Thuật toán của AlphaGo phân tích các phương án dựa trên xác suất và kết hợp với các bộ quy tắc, giúp phần mềm này có thể đưa ra nước đi đúng đắn. AlphaGo được thiết kế mô phỏng hoạt động não người, có thể phân tích bài học từ những sai lầm để đưa ra phương án tốt hơn cho mỗi lần chơi sau.

AlphaGo có khả năng tự học, ghi nhớ các bước đi của đối thủ.
AlphaGo có khả năng tự học, ghi nhớ các bước đi của đối thủ. Qua đó, nó tự dạy chính bản thân mình những nước cờ không ai đoán trước được. AlphaGo không khác gì con người.

Đầu tiên, AlphaGo được lập trình viên cung cấp cơ sở dữ liện về trò chơi. Trên cơ sở này, nó đã có thể chiến thắng 57%, cao hơn nhiều những chương trình khác với tỉ lệ 44%.

Bước tiếp theo, chương trình tự nghiên cứu các nước đi khi AlphaGo chơi cờ với chính nó. Từng bước một, chương trình trí tuệ này sẽ tìm ra quy luật nhằm đi đến chiến thắng.

Các nhà nghiên cứu tại Deep Mind gọi chương trình là thuật toán học liên lục. Các nhà nghiên cứu không chỉ ngạc nhiên về chiến thắng này mà còn về thuật toán chương trình.

Các nhà nghiên cứu tại Deep Mind gọi chương trình là thuật toán học liên lục.
Các nhà nghiên cứu tại Deep Mind gọi chương trình là thuật toán học liên lục.

Thuật toán trong Alpha Go có 12 lớp, mỗi điểm thần kinh nhân tạo gọi là noron kết nối với điểm bên cạnh và lớp gần nó. Khi thông tin chạy qua các điểm này, kết nối giữa chúng mạnh lên và làm thay đổi cấu trúc của mạng. Để huấn luyện chương trình, chúng sẽ được cung cấp dữ liệu đầu vào và tín hiệu đầu ra sẽ được kiểm chứng. Những bước đi đúng sẽ được ghi nhận, từng bước chương trình sẽ học cách cho ra ngày càng nhiều tính toán đúng.

David Silver tại Deep Mind cho rằng với những yếu tố ngẫu nhiên trong quá trình tìm kiếm xử lý, khả năng chương trình mắc sai lầm là vẫn có. Tuy nhiên chúng sẽ tiến bộ theo thời gian, giảm khả năng mắc lỗi.

Ngày 27/1/2016, tạp chí Nature công bố một thông tin gây chấn động giới cờ vây là AlphaGo chiến thắng 5-0 trước nhà vô địch cờ vây Châu Á Fan Hui.Trước đó, AlphaGo đã thắng 494 trận trên tổng số 495 trước các phần mềm chơi cờ khác.

Chiến thắng của AlphaGo không chỉ thể hiện sức mạnh của máy móc mà còn chứng minh tính ưu việt của thuật toán xử lý mới, mở đường cho những bước phát triển cao cấp đầu tiên của hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI). Nhưng AlphaGo không được sinh ra chỉ để chơi game. Điều mà dự án Google Deepmind hướng tới là áp dụng trí tuệ nhân tạo để phục vụ cuộc sống hằng ngày.

Thông qua AlphaGo và dự án Google DeepMind, ông Demis Hassabis, Giám đốc điều hành dự án Google Deepmind muốn áp dụng trí tuệ nhân tạo trong những ứng dụng quan trọng thực tế. Những nghiên cứu về mạng noron đã có nhiều thành công, và trong tương lai chúng có thể được áp dụng trên thực tế. Trong ngắn hạn, đó sẽ là những trợ lí ảo trên điện thoại thông minh. Trong trung hạn, đó có thể là những hệ thống chuẩn đoán bệnh, dự đoán thời tiết và thiên tai. Còn trong dài hạn, ông Hassabis đặt mục tiêu sử dụng những hệ thống máy tính siêu thông minh để giúp con người tạo ra đột phá trong nghiên cứu khoa học, điều mà bình thường sẽ mất hàng thế kỉ nhưng có thể được rút ngắn chỉ còn vài năm với trí thông minh nhân tạo.

AlphaGo đang suy nghĩ theo cách của con người, nhưng nhanh hơn rất nhiều.
AlphaGo đang suy nghĩ theo cách của con người, nhưng nhanh hơn rất nhiều.

AlphaGo đang suy nghĩ theo cách của con người, nhưng nhanh hơn rất nhiều. Nhờ sự phát triển trong sự sáng tạo của con người, trí tuệ nhân tạo AlphaGo và được xây dựng dựa trên việc mô phỏng hoạt động não người, có thể tư duy chuyên sâu dễ dàng vượt qua con người trong bất kỳ phép thử logic thuần túy nào, song được tích hợp khả năng học hỏi, bên cạnh quyền truy cập nguồn dữ liệu khổng lồ, AI sẽ sở hữu khả năng tự học hỏi chuyên sâu, làm dấy như câu chuyện đáng sợ “máy móc đã vượt xa loài người, khoa học viễn tưởng đã trở thành hiện thực”. Thậm chí, một số người nghi ngờ liệu AlphaGo có để thua vài ván tiếp theo nhằm tránh gây ra sự nghi kỵ nơi con người về khát vọng cai trị thế giới của nó.

Thực tế, mặc dù máy móc vượt trội hơn chúng ta về nhiều khả năng, chúng vẫn chỉ là công cụ được sử dụng bởi con người. Mối nguy hiểm thực sự của trí thông minh nhân tạo (AI) giống như AlphaGo không nằm ở nguy cơ thống trị nhân loại, mà nó khiến chúng ta đánh mất tinh thần chiến đấu và ý thức về mục đích.

Bên cạnh bước đột phá khác biệt của AlphaGo, vẫn tồn tại câu hỏi lớn ở đây là AlphaGo sẽ tiến bước cùng xã hội, nâng cao chất lượng cuộc sống con người trong tương lai, hoặc sẽ là... “kẻ hủy diệt” con người đến từ những sáng tạo của chính họ?

Khoa Học Và Công Nghệ

Công nghệ tuabin mới hứa hẹn gây đột phá trong lĩnh vực năng lượng tái tạo

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Tuabin gió nổi trên mặt biển, quay ngược chiều nhau chuẩn bị được thử nghiệm.
31
Th10

Công ty Na Uy chuẩn bị thử nghiệm loại tuabin gió ngoài khơi mới, nó nổi trên mặt biển và được gắn trên một trục thẳng đứng quay theo hướng ngược nhau.

Theo nhà sản xuất, với Công Nghệ này, có thể tạo ra những tuabin gió có công suất lớn với chi phí thấp và giảm thiểu tác động xấu đến môi trường xung quanh.

Thế giới đang đối mặt với nhiều ảnh hưởng nặng nề từ biến đổi khí hậu. Nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam đang trong quá trình chuyển dịch năng lượng, giảm phát thải khí nhà kính hướng đến mục tiêu phát thải ròng bằng 0.

Tuabin gió nổi trên mặt biển, quay ngược chiều nhau chuẩn bị được thử nghiệm.
Tuabin gió nổi trên mặt biển, quay ngược chiều nhau chuẩn bị được thử nghiệm. (Ảnh: Futura Science).

Trong bối cảnh này, chuyển đổi sang năng lượng tái tạo đang là một trong những ưu tiên hàng đầu từ các quốc gia với ngày càng nhiều Công Nghệ mới được phát triển.

Mới đây, công ty World Wide Wind (WWW) của Na Uy vừa tuyên bố bắt đầu thử nghiệm nguyên mẫu đầu tiên của tuabin gió nổi quay ngược chiều, công suất lên tới 40 megawatt, gấp đôi tua bin gió lớn nhất hiện nay.

Không giống như các tuabin gió thông thường sử dụng cánh quạt quay quanh trục ngang, WWW là trục thẳng đứng (VAWT). 

Thiết kế của nó khá khác thường, sử dụng hai tuabin, mỗi tuabin có ba cánh quay ngược chiều nhau. Tuabin ở phía trên được nối với roto, trong khi tuabin phía dưới được nối với roto, Công Nghệ mới này giúp tăng gấp đôi công suất so với các loại tuabin gió hiện nay ở cùng tốc độ quay.

Thương mại vào năm 2030

Các cánh quạt tuabin được đặt ở góc 45 độ so với trục thẳng đứng, giúp giảm tốc độ đầu cánh, đồng thời cho phép các tuabin được lắp đặt gần nhau hơn.

Chúng cũng sẽ làm giảm tác động môi trường, đặc biệt đối với hệ động vật địa phương. Máy phát điện đặt ở phía dưới nước, giống như hệ thống đối trọng giúp tuabin không bị nằm hoặc bị lật dưới tác dụng của gió.

Thiết kế đơn giản này sẽ giảm chi phí sản xuất và công ty hy vọng sẽ đạt được chi phí quy dẫn (LCOE), chi phí trọn đời của một nhà máy điện, chia cho lượng điện dự kiến sẽ tạo ra trong suốt vòng đời, là 50 USD/MWh (1MWh=1.000KWh).

Nguyên mẫu đầu tiên này có chiều cao 19 mét và được sản xuất giới hạn ở công suất 30 kilowatt. Tuy nhiên, đây là thử nghiệm toàn diện đầu tiên.

WWW có kế hoạch thử nghiệm nguyên mẫu thứ hai, lớn hơn có khả năng tạo ra 1,5 megawatt vào năm 2025 và hy vọng sẽ đưa ra thị trường loại 24 megawatt vào năm 2030.

Khoa Học Và Công Nghệ

Loại pin mới hoạt động ngay cả khi bị gấp lại hoặc cắt đôi

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Loại pin này vẫn hoạt động ngay cả sau khi bị cắt đôi.
31
Th10

Một nguyên mẫu pin lithium-lưu huỳnh (Li-S) mới có thể hoạt động ngay cả khi bị gấp hoặc cắt đôi vừa được Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Trung Quốc (UEST) trình làng.

Mặc dù được sử dụng khá phổ biến trong ô tô điện, điện thoại di động…, nhưng pin lithium-ion lại có tuổi thọ ngắn, dễ hư và có độ an toàn thấp.

Loại pin này vẫn hoạt động ngay cả sau khi bị cắt đôi.
Loại pin này vẫn hoạt động ngay cả sau khi bị cắt đôi.

Để khắc phục, UEST đã nghiên cứu cải thiện độ ổn định và tuổi thọ của pin ở mức nhiệt độ cao bằng cách sử dụng chất điện phân dựa trên cacbonat. Một lớp được chèn vào giữa chất điện phân và cực âm để ngăn lưu huỳnh hòa tan, làm giảm dung lượng pin.

Axit polyacrylic (PAA) được xác định là vật liệu lý tưởng cho lớp bổ sung này. Sử dụng cực âm sunfua sắt được phủ PAA, vẫn giữ được 72% dung lượng ban đầu ngay cả sau 300 chu kỳ sạc-xả.

Sản phẩm đầu tay của UEST là pin dạng túi, có thể bảo toàn các đường dẫn điện mặc dù bị hư hỏng vật lý. Điều này thật đáng kinh ngạc vì nó vẫn hoạt động ngay cả sau khi bị cắt đôi.

Khám phá trên của UEST mở ra “cánh cửa” cho ứng dụng của pin Li-S, cũng như pin lithium-molypden và lithium-vanadi, nơi mà tính ổn định lâu dài và mật độ năng lượng cao là tiêu chí cần thiết.

Nếu loại pin này thành công, việc lưu trữ năng lượng sẽ được tăng cường và được xem là cuộc cách mạng hóa trong lĩnh vực pin trong tương lai.

Khoa Học Và Công Nghệ

Ốp điện thoại kiêm chức năng sản xuất điện Mặt trời

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Loại pin này mỏng hơn 150 lần so với pin mặt trời silicon hiện có.
31
Th10

Thực chất đây là “lớp phủ” năng lượng mặt trời siêu mỏng, có thể biến ốp điện thoại hay xe điện thành máy phát điện mini.

Loại pin này mỏng hơn 150 lần so với pin mặt trời silicon hiện có.
Loại pin này mỏng hơn 150 lần so với pin mặt trời silicon hiện có. (Ảnh minh họa).

Loại pin mặt trời này khá linh hoạt. Sản phẩm do Đại học Oxford (Anh) phát minh, được Viện Công nghệ và Khoa học Công nghiệp Tiên tiến Nhật Bản (AIST) chứng nhận. Loại pin này mỏng hơn 150 lần so với pin mặt trời silicon hiện có.

Để tạo ra màng siêu mỏng này, các nhà nghiên cứu đã phát triển vật liệu quang điện mới, dày hơn 1 micromet (0,001 mm) từ các cấu trúc perovskite. 

Các cấu trúc tinh thể này là phiên bản tổng hợp của canxi titan oxit tự nhiên, có chi phí sản xuất rẻ, cả trong thí nghiệm lẫn trong sản xuất đại trà. Một trong những bất lợi của vật liệu perovskite là dễ xuống cấp, vỡ khi tiếp xúc với không khí. 

Nhưng các nhà nghiên cứu đã khắc phục bằng cách tạo ra perovskite cấu trúc nhiều lớp, thông qua phương pháp đa giao điểm, kết hợp vài lớp nhạy sáng tương ứng với các bước sóng ánh sáng khác nhau để tăng độ nhạy sáng. 

Kết quả, lớp màng mới vừa mỏng lại có hiệu suất chuyển đổi ánh sáng mặt trời thành năng lượng lên tới 27% so với pin silicon trên thị trường hiện nay (chỉ có 22%).

Theo nhóm đề tài, trong tương lai, perovskite có thể giúp pin mặt trời vượt qua mức hiệu suất 45% – giới hạn được đưa ra dựa trên kiến thức vật lý và các phương pháp hiện tại. 

Nó có thể sản xuất điện năng trong điều kiện ánh sáng rất yếu, phù hợp dùng cho các thiết bị điện tử cá nhân hay các phương tiện giao thông như xe điện để cung cấp năng lượng tại chỗ cho chúng vận hành.

Khoa Học Và Công Nghệ

Công nghệ điện cực giúp sản xuất nhiên liệu hydro từ nước biển

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Nước biển sẽ trở thành nguồn nhiên liệu hydro sạch.
31
Th10

Vì muối trong nước biển có tính ăn mòn và điều này sẽ khiến quá trình sản xuất tạo ra khí clo độc hại, nhưng Công Nghệ điện cực mới có thể tách nhiên liệu hydro sạch từ nước biển mà không cần lọc hay xử lý trước.

Công nghệ này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc thương mại hóa hydro như một giải pháp năng lượng bền vững.

“Phương pháp điện phân truyền thống chỉ có thể thực hiện được với nước tinh khiết, một nguồn tài nguyên ngày càng khan hiếm”, Doug Wicks tại Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến – Năng lượng (ARPA-E) thuộc Bộ Năng lượng Mỹ cho biết trong một thông cáo báo chí. “Chúng ta giờ đây không còn phải phụ thuộc vào nước tinh khiết mà thay vào đó là nguồn tài nguyên nước dồi dào: đại dương”.

Nước biển sẽ trở thành nguồn nhiên liệu hydro sạch.
Nước biển sẽ trở thành nguồn nhiên liệu hydro sạch. (Ảnh: Tamara Kulikova/Alamy)

Quy trình này sử dụng một catốt tích điện âm và một anot tích điện dương để tách nước biển thành bốn “dòng” – oxy, hydro, các axit và kiềm vô hại. Dòng kiềm phản ứng với CO2 trong khí quyển, tạo thành các khoáng chất ổn định, được đổ trở lại biển, trong khi dòng axit sẽ trở lại đại dương sau khi được phục hồi độ pH ban đầu bằng cách cho chảy qua các loại đá giàu silica.

Điện phân nước biển không chỉ tạo ra hydro và oxy mà còn sinh ra khí clo (Cl₂), một chất độc hại, do sự hiện diện của ion chloride (Cl⁻) trong nước biển. Quá trình này có thể gây ăn mòn các điện cực và làm hỏng nhanh chóng thiết bị điện phân. Theo kết quả thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, Chen và các đồng nghiệp dự đoán rằng các cực dương này có thể hoạt động liên tục trong khoảng ba năm trước khi cần bảo trì, tức là tháo ra để phủ lại lớp chặn clo.

Pau Farras, một nhà khoa học tại Đại học Galway ở Ireland, đã nhận xét rằng hiệu suất kéo dài ba năm của các cực dương chọn lọc oxy là một kết quả rất ấn tượng. Ông đồng ý rằng đây là một phương pháp đầy hứa hẹn để sử dụng nước biển trong việc sản xuất nhiên liệu hydro. Tuy nhiên, Farras nhấn mạnh rằng mặc dù kết quả phòng thí nghiệm rất khả quan, vẫn cần phải kiểm tra xem liệu những cực dương này có thể duy trì hiệu suất tương tự khi hoạt động trong môi trường tự nhiên hay không.

Công ty đang phát triển các cực dương chọn lọc oxy sẽ sớm bắt đầu sản xuất hàng loạt tại một nhà máy ở California, với công suất dự kiến khoảng 4000 cực dương mỗi năm. Dự án này hứa hẹn mang lại kết quả đáng chú ý, với khả năng loại bỏ 10 tấn CO₂ và sản xuất 300 kg hydro mỗi ngày.

Khoa Học Và Công Nghệ

Công ty Mỹ phát triển tàu tốc độ 250km/h bay sát mặt nước

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Tàu bay sát mặt nước của Sea Cheetah.
31
Th10

Dù giống máy bay, loại tàu mới của công ty Sea Cheetah vẫn được xếp loại tàu thủy do chỉ bay cách mặt nước vài mét.

Công ty Mỹ Sea Cheetah hợp tác với công ty Pháp H3 Dynamics để phát triển tàu hiệu ứng cánh sát đất (WIGE) đầu tiên chạy bằng hydro – điện, Interesting Engineering hôm 3/10 đưa tin.

Tàu bay sát mặt nước của Sea Cheetah.
Tàu bay sát mặt nước của Sea Cheetah. (Ảnh: Sea Cheetah).

Các tàu WIGE hoạt động bằng cách bay sát mặt nước, tận dụng hiệu ứng cánh sát đất để tạo lực nâng lớn hơn. Chúng vẫn duy trì trạng thái trên không mà không tiếp xúc liên tục với mặt nước nhờ lực nâng khí động học từ cánh, thân hoặc các bộ phận thiết kế đặc biệt. Chúng cũng tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và giảm chi phí hoạt động so với những phương tiện vận tải biển hoặc hàng không truyền thống.

Dù bay trên mặt nước, độ cao thấp khiến các tàu WIGE hoạt động cùng không gian với tàu thuyền. Do đó, chúng phải tuân thủ các quy tắc tránh va chạm giống như tàu thủy.

Tàu WIGE của Sea Cheetah di chuyển chỉ cách mặt nước khoảng 3m với tốc độ 250km/h. Phạm vi hoạt động của tàu chưa được công bố, nhưng có thể lên tới hàng trăm km. Với khả năng chở hàng nặng và tầm hoạt động xa hơn các phương tiện hàng hải truyền thống, phương tiện mới lý tưởng cho nhiều ứng dụng như vận chuyển hành khách ven biển, giao hàng, cứu hộ.

H3 Dynamics sẽ chế tạo hệ thống truyền động hydro – điện cho tàu WIGE của Sea Cheetah. Hệ thống này giúp nó lướt trên đại dương mà không phát thải, đồng thời không cần sạc lại liên tục.

“Hệ thống truyền động lai của chúng tôi cho phép tàu WIGE của Sea Cheetah đạt được phạm vi hoạt động và sức chở mà trước đây không khả thi với pin, mang lại nhiều ứng dụng hơn ở những nơi khác nhau trên thế giới”, Taras Wankewycz, CEO của H3 Dynamics, cho biết.

Theo Serge Markoff, nhà sáng lập kiêm CEO của Sea Cheetah, hệ thống truyền động bay nhẹ hơn sẽ cho phép tàu hoàn thành tốt hơn nhiệm vụ giao hàng chặng cuối không phát thải đến những khu vực xa xôi. “Bằng cách kết hợp Công Nghệ tiên tiến của hai công ty vào một phương tiện, tàu Sea Cheetah hiện có thể chở tải trọng gấp 3 lần so với các máy bay và tàu thủy cạnh tranh, nhanh hơn tàu thủy 10 lần và tiết kiệm nhiên liệu gấp 10 lần máy bay”, Markoff nói.

Khoa Học Và Công Nghệ

Hệ thống điện mặt trời lắp đặt dưới đường sắt

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Công nghệ pin mặt trời của Sun-ways có thể làm thay đổi mạng lưới đường sắt ở Thụy Sĩ.
30
Th10

Startup Thụy Sĩ phát triển dự án lắp đặt pin mặt trời có thể tháo dỡ ngay dưới đường sắt, dự kiến triển khai vào năm 2025.

Văn phòng Giao thông Vận tải Liên bang (FOT) Thụy Sĩ cấp phép triển khai dự án hệ thống điện mặt trời di động đầu tiên của nước này trên một tuyến đường sắt, Interesting Engineering hôm 6/10 đưa tin. Đây là lần đầu tiên một dự án như vậy được phê duyệt tại Thụy Sĩ, mở đường cho những giải pháp năng lượng mặt trời sáng tạo. Dự án do startup Thụy Sĩ Sun-ways tiến hành, dự định triển khai vào năm sau, trên đoạn đường dài 100 m của tuyến đường sắt 221 do công ty vận tải transN của bang Neuchâtel vận hành.

Công nghệ pin mặt trời của Sun-ways có thể làm thay đổi mạng lưới đường sắt ở Thụy Sĩ.
Công nghệ pin mặt trời của Sun-ways có thể làm thay đổi mạng lưới đường sắt ở Thụy Sĩ. (Ảnh: Sun-ways).

Hệ thống thí điểm sẽ có 48 tấm pin mặt trời, mỗi tấm có công suất 380 W, tổng công suất đạt 18 kW. Dự án có tổng chi phí khoảng 686.000 USD, giúp bổ sung điện vào lưới điện địa phương. Sun-ways sẽ hợp tác với nhà cung cấp điện địa phương Viteos và công ty lắp đặt điện đường sắt DG-Rail để xây dựng hệ thống mới.

Sun-ways cho biết, pin mặt trời có thể được lắp đặt bằng tay hoặc bằng một cỗ máy đường sắt chuyên dụng của Scheuchzer SA với khả năng lắp đặt đến 1.000m2 tấm pin mặt trời mỗi ngày. Hệ thống pin cũng được thiết kế để có thể tháo dỡ, cho phép thực hiện công việc bảo trì khi cần.

Ban đầu, vào hè năm 2023, FOT Thụy Sĩ đã từ chối dự án do thiếu những tài liệu tham khảo kỹ thuật cho Công Nghệ được đề xuất. Với sự hỗ trợ từ các đối tác, Sun-ways mời hai giáo sư cơ khí từ Trường Kỹ thuật và Quản lý bang Vaud (HEIG-VD). Họ đã tiến hành đánh giá độc lập những nguyên mẫu được thiết kế đặc biệt.

Sau đó, Geste Engineering, công ty Thụy Sĩ chuyên về các dự án đường sắt quy mô lớn, tiến hành phân tích kỹ thuật và độ an toàn. Mục tiêu là xác nhận hệ thống hoàn toàn đáp ứng những tiêu chuẩn an toàn của FOT vì hệ thống thí điểm sẽ được lắp đặt trên một tuyến đường sắt đang hoạt động.

Theo Sun-ways, Công Nghệ của họ cung cấp một giải pháp khả thi nhằm tận dụng không gian chưa sử dụng mà không làm gián đoạn giao thông tàu hỏa hay can thiệp vào công việc bảo trì đường ray. Giải pháp này cũng thúc đẩy điện mặt trời phát triển, phù hợp với xu hướng chuyển đổi sang năng lượng sạch.

Khoa Học Và Công Nghệ

Động cơ giúp máy bay đạt tốc độ Mach 6

Đã đăng trên bởi Nguyễn Võ
Mô phỏng máy bay trang bị động cơ VDR2.
30
Th10

Động cơ phản lực dòng thẳng tích hợp động cơ tên lửa kích nổ xoay của Venus Aerospace có thể đẩy máy bay tới tốc độ hơn 7.400 km/h.

Công ty Venus Aerospace giới thiệu mẫu động cơ đột phá dành cho hàng không tốc độ cao. Động cơ đẩy Venus Detonation Ramjet 2000 lb (VDR2) gần đây ra mắt tại sự kiện Up.Summit, theo Interesting Engineering. Bước phát triển này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong Công Nghệ bay siêu thanh, với tiềm năng biến đổi giao thông hàng không thông qua cho phép các hãng bay vượt qua khoảng cách cực lớn ở tốc độ khó tin. Động cơ mới sẽ biến bay siêu thanh thành hiện thực, theo Andrew Duggleby, giám đốc Công Nghệ của Venus Aerospace.

Mô phỏng máy bay trang bị động cơ VDR2.
Mô phỏng máy bay trang bị động cơ VDR2. (Ảnh: Venus Aerospace).

Một thách thức chủ chốt để bay siêu thanh là tạo ra động cơ có thể duy trì lực đẩy liên tục ở tốc độ cực hạn. Những hệ thống siêu thanh hiện nay chủ yếu dựa vào vật thể lượn, phóng lên độ cao và tốc độ lớn nhờ tên lửa trước khi lượn trở lại mặt đất. Dù hiệu quả, phương pháp như vậy bất khả thi đối với các hãng bay thương mại cần duy trì bay có động cơ trong suốt hành trình.

VDR2 giải quyết thách thức với một thiết kế đơn giản, dựa vào động cơ phản lực dòng thẳng (ramjet). Đây là động cơ phản lực sử dụng chuyển động hướng về phía trước của máy bay để nén không khí nạp vào, do đó không cần những cánh quạt phức tạp và dễ gãy như động cơ phản lực thông thường. Venus Aerospace củng cố thiết kế ramjet truyền thống bằng cách tích hợp động cơ tên lửa kích nổ xoay (RDRE) vào VDR2.

Công nghệ này tăng cường cả lực đẩy và độ hiệu quả thông qua quá trình kích nổ liên tục. Trong quá trình đó, nhiên liệu và chất oxy hóa được bơm vào khe hẹp giữa hai xylanh và đốt cháy, tạo ra sóng xung kích siêu thanh xoay tròn bên trong khe. Phương pháp tạo ra nhiều lực hơn hẳn so với phương pháp đốt.

Ngoài ra, sự kết hợp giữa động cơ phản lực dòng thẳng và Công Nghệ RDRE đem lại một động cơ không chỉ mạnh mẽ mà còn bền bỉ. Nó có thể đẩy máy bay tới tốc độ Mach 6 (7.408km/h) và đạt độ cao 52.000m. Ngoài ra, Venus Aerospace dự đoán VDR2 hiệu quả hơn 15% so với động cơ truyền thống, do đó càng phù hợp để sử dụng thương mại.

Chuyến bay thử nghiệm đầu tiên VDR2 được lên lịch vào năm sau. Nếu mọi thứ theo đúng kế hoạch, dự án sẽ tác động lớn tới tương lai của máy bay siêu thanh và có tiềm năng cách mạng hóa toàn bộ giao thông hàng không.