Гибридный суперконденсатор сравнялся по емкости с батареями

Исследователи из Калифорнийского Института Наносистем (CNSI) совместили два наноматериала — LSG (laser-scribed graphene) и диоксид марганца — в гибридном накопителе электроэнергии, сочетающем достоинства батарей и суперконденсаторов. Он имеет большую емкость, быстро перезаряжается и способен работать без ухудшения этих качеств на протяжении свыше 10 тыс. циклов зарядки-разрядки.

LSG имеет высокую проводимость и быстро заряжается, а двуокись марганца благодаря своей дешевизне и энергоемкости сегодня широко используется в щелочных батареях. Оба наноматериала не нуждаются в высоких температурах или дорогих «сухих помещениях», требующихся для производства сегодняшних суперконденсаторов.

А в Болгарии есть такой посёлок – Челопеч, старинный, с населением менее 2 тысяч человек. И в этом посёлке чуть ли не с начала времён почти вечного правления «настоящего хозяйственника» Тодора Живкова (точнее, с 1954 г) была развёрнута добыча медной руды по всем канонам социалистического хозяйствования – с громадьём планов по валу. В реальности получилось как всегда – к 1971 г. шахта Челопеча выдавала на-гора 100 тысяч тонн руды, а всего за историю рачительного социалистического хозяйствования из недр Челопеча выгребли 19,7 миллионов тонн. Проблема оказалась в том, что содержание меди в руде Челопеча всегда было 1,2% максимум, а концентраты серы и мышьяка в породе – чрезвычайно высокие. Бурная деятельность считавшего и себя, и ресурсы вечными, «настоящего хозяйственника» привели к тому, что к 1990 г. руда Челопеча стала настолько опасной для выплавки меди, что добычу остановили, потом шахту заморозили, потом приватизировали, потом продали компании, которая затем успешно обанкротилась, в общем, всё, как во всём пост-СССР (Болгарию не зря называли до поры до времени 16-й республикой).

В 2003м году DPM выкупила у банкрота права на шахту Челопеча и началась новая история. Я не буду копошиться в технологических нюансах решения DPM дилеммы строгих экологических требований Евросоюза и содержанием мышьяка в породе, в DPM умеют решать технологические проблемы (иначе давно бы были банкротами, даже если бы владели только шахтами в каком-то Зимбабве, где очень просто решать все проблемы традиционной «бизнес-смазкой» государственных механизмов). А сконцентрируюсь на IT-составляющей развития шахты Челопеча, вызванных очевидным – по мере эксплуатации шахты порода лучше не стала, и DPM нужно было поднимать объёмы выработки, чтобы получить рентабельное производство без взрывного увеличения в том числе людских ресурсов (потому что это и риски, и просто посёлок Челопеч не выдержит притока тысяч семей, времена великих строек коммунизма давно закончились). Объёмы инвестиций DPM в шахту Челопеча начали расти – с $42 миллионов в 2008 до $72 миллионов в 2011, объёмы добычи – аналогично, и в 2011 году шахта выдала и переработала 1,35 миллиона тонн руды. И вот теперь пора детально об IT-составляющей.

В 2010м году DPM поставили перед собой задачу – увеличить выработку, в том числе за счёт совершенствования механизмов управления шахтой до уровня «реального времени и во всём». Решали задачу и своими силами (у DPM есть собственная контрактная разработка и электроники, и встраиваемых управляемых программ), и с помощью партнёров, в списке которых Cisco и Dassault Systemes. И вот что примерно уже получилось в итоге.

Старые шахтные сети (аналоговая беспроводная – голосовой связи и кабельные – управляющие) были заменены на специально адаптированную подземную Wi-Fi сеть со сквозным (по всей шахте) электромагнитным полем. Эту базу обеспечивала Cisco с помощью ряда небольших компаний, специализирующихся на решении очень специфических технологических задач – от разработки антенн для сложных условий (что, кстати, очень нетривиально для шахт) до взрывобезопасных радиопрозрачных герметичных корпусов и искробезопасных систем питания.

280 сильно модифицированных для шахтных условий точек доступа Cisco Aironet в сочетании с оптоволоконный бэкбоном обеспечили полное покрытие более чем 50 километров штреков единой беспроводной IP-сетью. На основе которой нарастили «мясо» всей системы управления.

Каски шахтёров и все горные машины оснастили Wi-Fi RFID-тэгами, развернули систему определения in-door местоположения – получили в реальном времени трёхмерную картину «кто, где, что». Эта картина не просто для «вывешивания на стену» - высокоуровневая алгоритмика оптимизации производственного процесса в реальном времени исключает всевозможные «бутылочные горлышки» (например, временно возникшую нехватку вагонеток), а подсистемы безопасности мгновенно информируют работников, например, об опасных местах изменения состава воздуха.

Все горные машины «обвесили» бепроводными Wi-Fi датчиками (с IP-протоколами обмена, не забываем) – не для красоты и не потому что «теперь так можно»: данные о нагрузке на электродвигатели, о рабочей температуре аккумуляторов и изнашивающихся механических узлов с повышенным трением, о времени наработки узлов и даже о коррозии поставляются в базу данных шахты для системы предикативного управления логистикой, чтобы упреждающе и спокойно проводить регламентные работы вместо внезапно и панически – ремонтные.

Все шахтные подсистемы – контроля состава воздуха, вентиляции, освещения и энергоснабжения интегрировали вместе со всем этим великолепием в единое целое на основе всё той же IP-сети. Управление конвейерами – тоже, с собственными системами технического зрения, непрерывного взвешивания и не перечислить ещё чем.

Шахтёры и все работники шахты получили непрерывную push-to-talk связь и даже видеоконференции. Последнее, оказывается, не глупая прихоть – многие мелкие неисправности в технике шахтёры могут устранять сами в режиме видеоконсультаций с наземными службами, просто показывая место обнаружения неисправности, без необходимости отправлять под землю специалиста из-за какой-то чепухи.

О подсистемах безопасности отдельно говорить и не стоит, потому как всё это в целом и есть одна сплошная система шахтной безопасности, работающая непрерывно и в реальном времени.

И, наконец, всё это точно так же – непрерывно и в реальном времени существует и в виртуальной реальности – в трёхмерных моделях системы шахтного проектирования и моделирования GEOVIA Surpac™ (от Dassault Systemes), где специалисты выполняют и непрерывное высокоуровневое проектирование шахты (увязывая в одно целое, например, планирование очистных забоев с загрузкой шахтного транспорта).

Что в итоге? Повышение безопасности работ, 30% снижение себестоимости руды, двукратное увеличение объёмов производства (примерно с 1 миллиона тонн в 2011м – до двух с лишним миллионов тонн в 2013м), примерно 20 тысяч тонн меди и 3,7 тонны золота в 2013 году и… снижение ежегодных затрат на IT-подсистемы на $1,5 миллиона во многом именно из-за IoE – Internet of Everything, единство протоколов, всё-таки, очень много значит при построении действительно больших систем.

Ну и совсем приземлённое – 2 миллиона тонн руды на шахте Челопеча добывает коллектив из 1217 человек, на 99% состоящий из жителей самого Челопеча (то есть, весь посёлок практически), 59% персонала в возрасте от 30 до 50 лет, среднегодовая зарплата сотрудника (исключая менеджмент) - $14190 (при усреднённой по всей Болгарии $5847).

1. Текущая экономическая депрессия, начавшись в 2008 году, продлится до конца нынешнего десятилетия. Один из виденных мною графиков обещает еще два пика кризисной активности, ближайший в 2012-2014 годах и последний в районе 2017-2019. Естественно эта депрессия носит далеко не только экономический характер, затронуты и другие плоскости человеческого бытия - социальная, политическая, культурная в том числе.

2. В 2011 году Foxconn заявил о планах по замене работников своих предприятий на роботов. Сама компания является крупным сборщиком техники, в частности для Apple. В 2012 году Apple заявила о переносе производства компьютеров в США. Два предложения иллюстрируют сразу несколько тенденций, стремящиеся превратиться в тренды.

Во первых, в мире больше некуда переносить производство в поисках дешевой рабочей силы. Теоретически еще полно мест населенных большим количеством нетребовательных к зарплате человеческими ресурсами, например Африка - целый континент, но на практике овчинка не стоит выделки. Современные техпроцессы и технологическое оборудование требует хоть какой нибудь приемлемой квалификации и все больше таких, которые имеют очень высокий уровень автоматизации и требуют высокой квалификации от персонала. Говоря образно, на современных производствах можно словить убытки только от того, что идиот просто пройдется по цеху. Бизнес не приемлет подобного риска.

Во вторых, было две основных причины выноса производства в Китай, оплата труда и "грязные" технологии. первая причина больше не играет роли, со второй активно борются. И если уж роботам платить не нужно, то на кой черт тратить деньги на логистику товаров из Китая в США? Пришествие робота возвращает производства поближе к рынкам сбыта.

Ну и в третьих, консолидация производства и потребления по территориальному признаку ведет к обособлению континентов. Регионализм?.. Распишитесь, пожалуйста.

3. В феврале 2011 года суперкомпьютер IBM Watson принял участие в шоу «Jeopardy!» где успешно выиграл 1 млн. долларов обставив в этом деле "мерзких человеков". На самом деле Уотсон программный комплекс, восторженно называемым ИИ, предназначенный для поиска
ответов в базе данных на вопросы, сформулированные естественным языком. И наш "доктор" не один такой, у него есть некоторое количество "кремниевых" соратников, число которых стремится к увеличению. И вывод тут вполне однозначен - рубикон пройден, это не искуственный интеллект из фантастических рассказов, но реально действующие программы помощники. И приговор офисному планктону.
Или вы наивно думали, что это только "рабочих и крестьян" выселили на улицу гадкие железные машины, а работников "умственного" труда дело не коснется? Хотя, может вы искренне считали свой труд умственным...

4. И чиво это мы такие серьезные?.. Да, да, пришло время для социальной справедливости. Хотя лично я верю в изначальную справедливость мира и в то, что каждый сам себе злобный буратина.

На заре индустриальной революции, в самом начале 19 века... ладно-ладно, пусть будет ближе к обеду, какой то, наверняка мерзкий, негодник, по всей видимости Небесный Нетт, придумал чулочную машину, которая внаглую отобрала работу у опытных вязальщиц. Так родился Нед Лудд и его многочисленные потомки, ставшие первыми соратниками Джона Коннора в деле борьбы человека за освобождения из рабства машин.

И все же, конца света не произошло, промышленная революция продолжила шагать по планете  и делает это успешно и по сей день. В начале девяностых годов, уже 20 века, произошла похожая, с социальной точки зрения, ситуация. Развалился Советский Союз выплеснув на улицы приличное количество бывших работников и работниц. Для людей попавших в жернова истории произошедшее и впрямь обернулась не самым радужным образом, но и в этом случае общество взяло и выжило. 

Приведенные исторические примеры , даже с учетом всей неоднозначности ситуации для непосредственных участников, заставляет считать, что и в это раз ответ на проблему будет обнаружен. Хотя цена вопроса может и оказаться неприглядной. Как там?... Се ля ви. И каждый сам себе кузнец, жнец и все остальное.

5. Пра Культуру? Не про ту, где космические корабли бороздят просторы Большого театра, а другую, которая попроще. Ее еще образом жизни называют.

Вершиной индустриальной эпохи в культурном плане является "американский образ жизни" со всеми его прелесностями и безобразностями. Еще раз напомню, что я тут про культуру как обывательское, насквозь приземленное, а не о высотах духа. Импортом пресловутого американского образа жизни не брезгует никто на всей планете. Ругают и потребляют, хвалят и - потребляют, крадут, сменив буквы в названии и пренебрегая авторскими отчислениями, и все равно - потребляют.

А теперь, фанфары, радость на улице всех противников безобразия! Грядет новый дивный мир! Американский образ жизни отправляется на свалку истории, взамен ему рождается нечто новое. И происходит это?.. происходит?.. Ага, на родине слонов. В Америке! В дивном местечке чье название в переводе - Кремниевая Долина. Это только отчасти шутка. Именно в месте сосредоточения инновационного потенциала планеты следует искать черты того, что в будущем составит основу нового образа жизни.

Обратить внимание имеет смысл на жизненные ценности тамошнего населения. Среди которых мы обнаружим приверженность к тому, что называют - зелеными технологиями. Это и энергосбережение, вторичное использование ресурсов, охрана окружающей среды в комплексе. Рядом находятся приверженность минимализму и рациональному потреблению. Следом идут здоровый образ жизни и активные отдых и времяпровождение. Далее - профессионализм и образование как основа для него и других жизненных достижений.

Вроде бы небольшой список, но включенные в него понятия отличаются солидной емкостью и объемом.

6. Биотехнологии называют новым Эльдорадо. Очередной локомотив мирового развития на смену технологиям информационным. И в свете авансов не так уж важно, что локомотив пока стоит на запасном пути. Это сечас в условиях экономической депрессии вопросы финансового выживания кажутся более важными, но дальновидные люди не выпускают данный раздел науки и бизнеса из поля зрения. И для этого есть все основания. В том числе и культурологические, вспоминаем написанное выше. Биотехнологии это энерго- и ресурсо-эффективность, и вопросы экологии; медицина, сельское хозяйство, пищевая промышленность, напрямую связанно с вопросами здоровья. Результаты полученные в данной области обещают удовлетворение потребностей набравших актуальность на излете индустриальной эпохи.

7. Когда то давно товары не нуждались в рекламе. Представить такое сегодня практически невозможно. Производство способно произвести любой товар в любых количествах и главной головной болью производителя являются продажи. За последнии пару десятков лет экстенсивное развитие в области продаж стало невозможным. Глобализация завершила свой круг собрав все рынки под одним знаменем.

Владельцы товара прибегают к самым разным методам удержания прибыли и рынка. Некоторые занимаются патентованием прямоугольников, забыв о том, что их товар покупают не оттого что он прямоугольный, а потому что он "покусанный фрукт". И падение акций на этом фоне кажется совершенно справедливым, они индикатор. Товарное изобилие заставляет обратить внимание не только на то "что потребляется", но и на то "как потребляется". Сопровождение процесса потребления превратилось в самостоятельный бизнес сегмент. Вы с большей вероятностью купите товар там, где вам улыбаются, а не там, где на вас будут смотреть как на прямоходящего таракана. При этом, потребительский сервис не ограничивается лишь улыбками, уже существуют сегменты в бизнесе, где оплачивать приходится не товар, а сопутствующие услуги, повышающие качество и/или удовольствие от процесса потребления, сам товар же вы получаете бесплатно.

8...

"Я же предупредил, ни в коем случае не упоминайте число восемь!" (с) Цвет Волшебства.

Первый в мире транзистор без полупроводниковых переходов построен ирландскими физиками. Как ни удивительно, общий принцип устройства был предложен 85 лет назад, но только теперь его удалось материализовать. Между тем столь долгожданный новичок разрушает один из важных барьеров, стоящих на пути дальнейшего уплотнения электронных схем.

терминаторы, сцуко, всё ближе... ) ...

Второй Robonaut принял эстафету в надежде заменить человека

Вот на днях канадская агропромышленная компания Houweling Nurseries открыла в Калифорнии необычную теплицу для томатов.

Нет, в её основе всё та же классическая "плоская" архитектура. Но сооружение заметно увеличено в высоту, и помидоры тут зреют в столько ярусов, что снизу толком и не разглядеть. Точнее, так всё будет в финале, поскольку на полный режим теплица будет запущена в нынешнем месяце.

Секрет — в высоких подъёмниках, при помощи которых работники смогут собирать урожай. А он не мал: новая теплица будет выдавать 482 тонны томатов с акра, утверждает компания, что в 20 раз больше в сравнении с выращиванием плодов в открытом грунте и на 15% больше, чем дают лучшие теплицы компании Houweling предыдущего поколения.

[...]

В общем, сооружение практически самодостаточно в плане энергетики, а высокий урожай позволяет канадцам надеяться на 10-летнюю окупаемость постройки, которая обошлась им в $1 миллион за акр, не считая стоимости самой земли, но включая всё энергетическое оборудование и системы контроля климата, гидропонику и упаковочные цеха.