Bloginea » Technologia

Inteligentny telefon, czyli smartfon

rotor — Thu, 09 Sep 2010 08:39:45 +0000

Już po wakacyjnych tematach, ale pozostajemy wciąż w duchu niezbyt poważnym. Może więc o nowinkach z kręgu telefonów komórkowych i rozmaitych gadżetach technicznych. Zacznijmy od smartbooków. Miały być one hitem 2010 roku. Jednak jak dotąd na półkach sklepowych nie znajdziemy ich zbyt wiele. Smartbook to “coś” pomiędzy smartfonem a netbookiem. Czytam “to” i przyznam się, że się gubię. Smartfon, smartbook, notebook. Czym się “to” między sobą różni. Dla znawców różnice są oczywiste, ale ja jestem zwykłym konsumentem i nie zawsze nadążam za kolejnymi nowinkami techniki.

Wydaje się więc koniecznym objaśnienie tego, o czym piszę tu, na blogu. Skorzystam zatem z internetu, aby się dowiedzieć czym są te wymienione wyżej, “urocze” aparaty. Wikipedia podaje, że “smartfon – przenośne urządzenie telefoniczne integrujące w sobie kilka funkcji(…) telefonu komórkowego, poczty elektronicznej, przeglądarki sieciowej, pagera, GPS, jak również cyfrowego aparatu fotograficznego i prostej kamery wideo”. Cdn.

Rodzaje ogniw paliwowych (3)

rotor — Wed, 30 Jun 2010 08:47:52 +0000

Ogniwa SOFC (Solid Oxide) maja membranę wykonaną z ceramiki tlenkowej. Pracują w dosyć wysokich temperaturach, od 650 do 1000 stopni Celsjusza. Rezultatem wysokiej temperatury reakcji przebiegającej w ogniwie SOFC jest wysoka sprawność w systemach kogeneracji energii elektrycznej i ciepła – nawet 85%. Te cechy oraz fakt, że potrzebują długiego czasu do osiągnięcia pełnej sprawności a także wolne nadążanie za zmianami obciążenia powodują, że ogniwa SOFC używa się w stacjonarnych systemach kogeneracyjnych pracujących pod stałym obciążeniem. Ogniwa SOFC maja wysoką tolerancją na zanieczyszczenia paliwa. Zarówno na tlenki węgla jak i siarki. Są zatem mało wybredne, jeśli idzie o paliwa.

Najczęstszymi w przemysłowym wykorzystywaniu są ogniwa paliwowe typu PEM, DMFC i SOFC. Ogniwa PEM i DMFC charakteryzujące się niską temperaturą reakcji stosowane są do budowy zarówno małych jak i dużych źródeł energii. Ważną różnicą pomiędzy ogniwem PEM i DMFC jest rodzaj stosowanego paliwa. Ogniwo DMFC jest zasilane metanolem. Metanol jest paliwem łatwym w składowaniu. To zaś w połączeniu z niską temperaturą reakcji powoduje, że ogniwo DMFC idealnie nadaje się jako bateria małej mocy.

Ogniwo typu PEM charakteryzuje wyższa sprawność, ale paliwem jest czysty wodór, a to powoduje dodatkowe koszty.

Rodzaje ogniw paliwowych (2)

rotor — Wed, 30 Jun 2010 08:44:06 +0000

Ogniwa AFC (Alkaline Fuel Cell) są pierwszymi historycznie ogniwami paliwowymi i po raz pierwszy używano je w kosmonautyce. Elektrolitem jest roztwór KOH. Temperatura pracy od 100 do 250C zależy od stężenia roztworu KOH. Dzięki temu można regulować temperaturę pracy i wykorzystywać ją do generowania energii cieplnej. Ogniwa tego rodzaju użyto na promie kosmicznym Apollo do kogeneracji energii elektrycznej i ciepła. Wadą tego rodzaju ogniw wrażliwość na wszelkie zanieczyszczenia metanolu, co stanowi przeszkodę w ich komercjalizacji.

Kolejnym rodzajem są ogniwa Phosphoric Acid (PAFC). Wykorzystuje się je przy budowie systemów kogeneracji energii elektrycznej i ciepła. Sprawność wytwarzania energii elektrycznej wynosi 40%, ale wytwarzana podczas reakcji para wodna może być zamieniana na ciepło. Elektrolitem w ogniwie PAFC jest kwas fosforowy. Zaletą ogniw tego rodzaju jest wysoka tolerancja na tlenki węgla co pozwala na stosowanie wielu paliw. Muszą być one jednak odsiarczone.

W ogniwach MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) elektrolitem stopiony węglan litu lub potasu. Ogniwa MCFC pracują w wysokich temperaturach i wykorzystuje się je w elektrowniach małej i średniej mocy. Wysoka temperatura reakcji zachodzącej w ogniwie umożliwia stosowanie szerokiego wielu paliw (gaz ziemny, benzyna, wodór, propan).

Rodzaje ogniw paliwowych (1)

rotor — Wed, 30 Jun 2010 08:36:00 +0000

Ogniwa paliwowe dzieli się w zależności od zastosowanego w ogniwie elektrolitu. Zastosowany elektrolit determinuje temperaturę reakcji zachodzącej w ogniwie oraz rodzaj paliwa zasilającego ogniwo. Każdy z rodzajów ogniw posiada zalety i wady. One określają zakres zastosowań dla każdego ich typu. Pierwszy z omawianych PEM (Proton Exchange Membrane lub Polimer Electrolyte Membrane). Ogniwa tego rodzaju zasilane są czystym wodorem a membranę wykonuje się z polimeru np. nafionu. Ogniwa PEM mają sprawność wytwarzania energii elektrycznej sięgającą do 65%. Wytwarzają też małą ilość ciepła. Istotną ich zaletą jest nadążanie za zmiennymi obciążeniami i krótki czas rozruchu. Pracują w temperaturze 60 do 100 stopni Celsjusza. Ogniw PEM używa się głównie do napędzania pojazdów oraz do budowy niedużych stacjonarnych i przenośnych generatorów energii. Innym rodzajem ogniw paliwowych są ogniwa DMFC (Direct Methanol Fuel Cell). Ogniwa te posiadają także polimerową membranę. Różnica tkwi w konstrukcji anody, która w ogniwie DMFC pozwala podawanie metanolu i uzyskanie z niego wodoru do zasilania ogniwa. Ogniwa DMFC eliminują problem składowania czystego wodoru. Ich temperatura pracy wynosi około 80 stopni Celsjusza). Ogniwa te mają jednak niższą sprawność wynoszącą 40%. Ogniwa te stosuje się w notebookach i telefonach komórkowych. Notebook zasilany 250 ml metanolu pracuje przez 12 godzin co jest nieosiągalne dla zwykłych baterii o podobnej masie czy objętości.

Co to takiego ogniwa paliwowe?

rotor — Mon, 28 Jun 2010 10:37:20 +0000

Ogniwa paliwowe nazywane też ogniwami wodorowymi pozwalają na uzyskanie energii elektrycznej i ciepła bezpośrednio z zachodzącej w nich reakcji chemicznej, a dokładnie w wyniku syntezy chemicznej wodoru z tlenem. Produktem ubocznym reakcji jest woda.
Ogniwo paliwowe ma anodę i katodę odseparowane poprzez elektrolit, który jest w formie płynnej lub jako ciało stałe. Elektrolit umożliwia przepływ kationów, natomiast uniemożliwia przepływ elektronów. W okolice anody dostarczany jest wodór. Wodór ma postać czystą lub jako składnik innych gazów. Na anodzie wodór dzieli się na protony i elektrony. Elektrony poprzez zewnętrzny układ elektryczny płyną do katody. Protony płyną do katody poprzez elektrolit. Tam łączą się z elektronami stając się znowu wodorem. Jednocześnie w okolice katody dostarcza się tlen, który łącząc się z wodorem tworzy wodę. W efekcie reakcji powstaje ciepło. Ogniwo paliwowe teoretycznie nie ulega ono rozładowaniu. W rzeczywistości jedynie degradacja lub niesprawność komponentów ograniczają żywotność ogniwa paliwowego.

Impulsem do rozwoju ogniw paliwowych jest to, że wodór i inne paliwa wysokowodorowe będące paliwem dla ogniw paliwowych można uzyskiwać z alternatywnych źródła energii takich jak energia słoneczna, energia wiatru. Źródłem mogą być surowce pochodzenia biologicznego kompost, glony itp. poddane działaniu np. bakterii z rodzaju clostridium, które wytwarzają wodór z odpadów biologicznych.

Roboty na wodór.

rotor — Mon, 28 Jun 2010 10:34:11 +0000

Robotyka to dziedzina, w której zalety ogniw paliwowych są ważniejsze od ich kosztów. Robot zasilany z ogniw paliwowych nie potrzebuje kabli zasilających. Napęd taki jest także relatywnie lekki. Ogniwa paliwowe są więc chętnie stosowane w robotyce. Zapewniają pewne źródło energii, zdolne do zasilania układów elektrycznych. Jednocześnie masa systemu zasilania, opartego na technologii ogniw paliwowych jest relatywnie mała w stosunku do ilości wytwarzanej energii. Ze względu na wymienione zalety, ogniwa paliwowe szybko znalazły zastosowanie, jako źródło napędu w robotyce. Pewien robot o nazwie Speecys-FC zasilany ogniwami paliwowymi Toshiby może pracować non stop przez tydzień.

Z kosmosu do biura i do domu

rotor — Thu, 24 Jun 2010 13:09:33 +0000

Ogniwa paliwowe stosowano w ramach programu kosmicznego Apollo. Wykorzystywano je do wytwarzania energii elektrycznej i ciepłej wody. Jednak ostatnie lata bardzo przybliżyły technologię ogniw paliwowych do zastosowań komercyjnych.

Ogniwa paliwowe mogą stanowić alternatywę stacjonarnych generatorów energii elektrycznej i ciepła. Jako małe domowe jednostki produkujące prąd i ciepło lub pomocnicze źródła prądu o mocach rzędu kilowatów, ale także jako duże elektrownie o mocy kilku megawatów. Ogniwa paliwowe mogą zatem zasilać urządzenia elektryczne, ale także ogrzewać pomieszczenia lub wodę do mycia. Tego typu rozwiązania można stosować w szpitalach, bazach wojskowych, budynkach biurowych czy przemyśle. Tam gdzie ciągłość zasilania w energię jest ważna. Już dzisiaj systemy te dostarczają energię elektryczną do komisariatów policji w Nowym Jorku, do Central Parku.

Niewielkie generatory o mocy 1-10 kW są w stanie zaopatrzyć w energię elektryczną i ciepło domy mieszkalne, biura, nieduże budynki użyteczności publicznej. Generatory wytwarzające energię elektryczną w oparciu o technologię ogniw, nie posiadają ruchomych elementów. Technologia ta jest bardzo cicha, wydajna i produkująca minimalne ilości zanieczyszczeń. To kwestia jedynie czasu, aby stała się powszechniejsza w zastosowaniach komunalnych i bytowych.

Wracamy do ogniw paliwowych

rotor — Tue, 15 Jun 2010 13:12:03 +0000

Temat “ogniwa paliwowe” wraca jak bumerang. I chociaż nie jest tak często eksploatowany jak problematyka elektrowni atomowych czy siłowni wiatrowych, warto śledzić, co się dzieje z tym sposobem zasilania. Postęp techniczny, technologiczne innowacje zbliżają nas nieustannie do coraz większego upowszechnienia ogniw paliwowych.

Zacznijmy od wyliczenia gdzie już się je stosuje. Po prostu, jako przenośne baterie małej mocy. Ogniwa paliwowe są używane jako zamiennik konwencjonalnych baterii i akumulatorów stosowanych w przemyśle niewielkich urządzeń elektronicznych. Czy to nie zaskakujące, że istnieją już laptopy, aparaty, telefony komórkowe, odtwarzacze MP3 itd. zasilane ogniwami paliwowymi. To łakomy rynek zbytu a praktycznie wszystkie ważne firmy wytwarzające takie jak wymienione urządzenia przenośne prowadzą mniej lub bardziej zaawansowane prace na tym rodzajem zasilania w prąd swoich produktów.

Ważną cechą ogniw paliwowych jest to, że mają korzystniejszą od akumulatorów teoretyczną gęstość energii. Pozwalają się także szybciej ładować. Stąd producenci wszelkich urządzeń przenośnych zmuszeni są do pokonywania wciąż jeszcze licznych problemów technologicznych. Problemów opóźniających globalną i totalną komercjalizację technologii ogniw paliwowych w tym rynkowym sektorze.

Bill Gates inwestuje w energetykę jądrową

rotor — Tue, 15 Jun 2010 13:04:28 +0000

TerraPower to grupa naukowców i inżynierów finansowana przez Billa Gatesa. Zajmują się oni praktycznym rozpracowaniem koncepcji reaktorem fali podłużnej (TWR). Pod tą nazwą kryje się możliwość wykorzystywania zużytego paliwa nuklearnego do produkcji energii elektrycznej. Idea TWR sprowadza się do tego, że w reaktorze jednocześnie wytwarza się paliwo rozszczepialne i korzysta z jego właściwości do produkcji energii. To skomplikowany proces, podczas którego uwolnione zostaje ciepło, które podgrzewa wodę, a para wodna napędza generator elektryczności. Reaktory TWR, nad którymi pracuje zespół mają wykorzystywać odpady nuklearne, z którymi dziś nie ma co zrobić.

TerraPower ocenia, że zapasy zużytego paliwa nuklearnego znajdujące się tylko w USA można wykorzystać do wytworzenia energii elektrycznej wartej siedem razy więcej niż roczny dochód Ameryki. Jeśli praca nad projektem się powiedzie, to zmniejszy się problem z odpadami radioaktywnymi powstającymi w “zwykłych” elektrowniach atomowych. Może prace TerraPower znajdą receptę na to, co zrobić ze zużytym paliwem z “naszych” domowych reaktorów atomowych, którym poświęciliśmy majowe posty. Ten ostatni post dedykuję tym, którzy nie są do końca przekonani do tego, że energetyka jądrowa nie jest taka straszna jak twierdzą ekolodzy.

Z Alaski do gminy.

rotor — Fri, 28 May 2010 06:59:40 +0000

Jak działa mały, bezobsługowy reaktor zakopany w naszym ogródku pod grządką z tulipanami? Z racji podstawowej zasady, tak samo jak duży starszy brat. Spowalniana reakcja atomowa generuje wielką ilość ciepła. Ciepło to zamienia się w parę, a ta napędza turbinę, która generuje prąd. Z tą różnicą, że tego “młodszego brata” po zakopaniu na kilkadziesiąt lat, przez które dawał nam energię, wykopuje się i zamienia na nowy. Taki właśnie reaktor zakupiła dla miasta Galena na Alasce rada tego miasta. Do tego miasteczka, leżącego na “końcu świata”, można się dostać jedynie samolotem. Dojazd samochodem w nie wchodzi w grę, a statkiem można tam przypłynąć tylko przez kilka miesięcy w roku. W Galenie mieszka około 800 osób. Elektrownię, model 4S – “Super Safe, Small and Simple”, czyli “super bezpieczny, mały i prosty”, zakopie tam Toshiba. Reaktor będzie miał moc około 10 MW, czyli tyle, co duża turbina napędzana wiatrem. Moc ta całkowicie zaspokoi potrzeby miasteczka. Paliwa wystarczy na 30 lat. I na koniec najważniejsze. Koszt prądu elektrycznego będzie około czterokrotnie niższy jak dotychczas. Japończycy zapewniają, że jedna kilowatogodzina wyprodukowana w ich elektrowni kosztuje zaledwie 5 centów (czyli 12-15 groszy). To prawie dwa razy mniej, niż dzisiaj średnio płacimy za prąd.
Czy jest nadzieja na to, aby polski rząd wybrał rozwiązywanie problemów energetycznych poprzez małe lokalne elektrownie jądrowe? Pomysł z dużymi elektrowniami atomowymi, o jakich się na razie mówi wydaje się, w świetle powyższych postów mało racjonalny.