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高効率耐熱ソーラーパネル

28.10.2013

スタンフォード大学、イリノイ大学アーバナシャンペーン校、ノースカロライナ州立大学の科学者は、ソーラーパネルの効率を大幅に向上させることができる耐熱性のサーマルエミッターを作成しました (理論上は最大 80%)。新しい太陽電池コンポーネントは、太陽熱を赤外線に変換するように設計されており、赤外線は太陽電池に吸収されて電力が増加します。

従来の太陽電池は、太陽光のエネルギーを吸収して電気エネルギーに変換する半導体シリコンをベースにしています。しかし、シリコン半導体は赤外光のみを処理し、可視スペクトルの大部分を含むその他の波は浪費されます。それらは熱として放散されます。したがって、理論的には、従来のシリコンパネルは約34％の効率に達することができますが、実際には太陽光のエネルギーを単に反射して散逸させるため、これにも達しません。

新しい熱太陽光発電パネルは、この問題を解決します。太陽光を太陽電池に直接送信する代わりに、熱光起電力セルには、吸収体 (太陽光にさらされると加熱する) とエミッター (熱を赤外線放射に変換する) の 80 つの部分で構成される中間コンポーネントがあります。簡単に言えば、新しいセルは、太陽電池による吸収に理想的な短い波長に太陽光を「再コード化」します。これにより、セルの理論効率を最大 XNUMX% 向上させることができます。

残念ながら、熱光起電力ソーラーパネルのプロトタイプは、これまでのところこの効率にはほど遠い.実験室では、約8%の効率を示している. 性能が低いのは、主に熱変換器の熱安定性が不十分なためです。エミッターは複雑な 1000 次元タングステンナノ構造であり、摂氏 XNUMX 度を超える温度で動作する必要があります。ただし、特定の温度での以前の実験では、エミッターが破壊されました。

この問題を解決するために、科学者はエミッターをタングステンのナノレイヤーとセラミック材料である二酸化ハフニウムでコーティングしました。摂氏 1200 度未満の温度で完全に破壊された以前のプロトタイプとは異なり、新しいサーマルエミッターは摂氏 1 度までの温度で少なくとも 1400 時間安定したままです。

新しいサーマルエミッターは、吸収された太陽光の大部分を電気に変換できる高効率のソーラーパネルを作成するのに理想的です。同時に、ハフニウムとタングステンは、最新の商用ソーラーパネルの少なくとも 2 倍の効率で、新しいソーラーパネルの大量生産に十分な量を生産することができます。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

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3Dプリントされたイカリング 14.08.2023

シンガポール国立大学の科学者チームは、3Dプリンターを使用してイカリングに相当する食品を作成する方法を開発した。これらの類似体はタンパク質含有量が高く、本物のイカリングを彷彿とさせる外観と味を持っています。

この革新的なアプローチにより、食感も味もオリジナルに近い、消費に適したイカリングが製造されます。

このプロジェクトは、世界の海洋での乱獲に伴う現在の環境問題と、環境に害を及ぼさない代替魚介類への関心の高まりに応えて開発されました。さらに、天然の魚介類には重金属やマイクロプラスチックなどの有害物質が含まれていることがよくあります。

しかし、魚介類の味と栄養特性に合った植物ベースの食品を作成することは課題でした。既存のベジタリアン類似品は、多くの場合、十分なタンパク質含有量を持っていませんでした。研究者らは、3D フードプリンターという革新的な方法を使用することにしました。

「私たちのアプローチは、栄養価が高いだけでなく、元の製品と同様の味の特徴を持つタンパク質ベースのシーフード類似品を作成することでした。また、この方法の環境要素にも特別な注意を払いました」と、この研究の主任研究員であるDejian Huang氏は述べています。プロジェクト。

3Dフードプリンターを活用することで、魚肉の構造を正確に再現することができた。可食性の材料を表面に層状に塗布するプロセスにより、脂っこくて滑らかな質感から繊維状の質感まで、さまざまな質感を XNUMX つの製品に組み合わせることが可能になりました。

「私たちは、同様の色と味を実現するために、赤レンズ豆のタンパク質から鮭の切り身を作りました。また、エビも生産しました。しかし、私たちは特にイカリングを誇りに思っています。これは興味深い、潜在的に商品化された製品です。」とファン氏は付け加えました。

研究者らは、イカリング食品の代替品を作成するために、微細藻類や緑豆などの持続可能で栄養価の高いタンパク質源を優先させました。

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