10 главных инженерных инноваций года: зеленый химзавод, БелАЗ на водороде и другие

Каждый год журнал Popular Science собирает главные инновации в разных технологических, научных и социальных сферах — и 2022 год не стал исключением. Сегодня речь пойдет о важнейших достижениях в инженерной сфере.

1915 Çanakkale: самый длинный подвесной мост в мире

Межнациональной команде инженеров пришлось решить ряд непростых вопросов для того, чтобы завершить строительство самого длинного подвесного моста в мире: он проложен через пролив Дарданеллы в Турции и простирается примерно на 4 600 метров. Чтобы возвести конструкцию, инженеры подвозили фундаменты весом 66 000 тонн на лодках, после чего погружали их на глубину 40 метров. Заранее подготовленные секции моста перевозили на баржах и кранах, после чего устанавливали на месте.

Portland General Electric

NuGen: самый большой в мире электромобиль на водородном топливе

Стандартный грузовик Komatsu 930E-5 при полной загрузке горной породой весит почти 500 000 тонн и потребляет 800 галлонов дизельного топлива каждый рабочий день. Итого грузовые машины, используемые в горнодобывающей индустрии, выделяют 68 млн тонн углекислого газа каждый год: примерно столько же, сколько все население Новой Зеландии вместе взятое. Фирма Anglo American предлагает сократить вредные выбросы за счет перехода на водородные батареи емкостью 800 кВт, которые подпитывают основной 1,1 МВт аккумулятор. Сейчас экспериментальный образец развернули на платиновой шахте в Южной Африке: машина заправляется «зеленым» водородом, созданным при помощи энергии от близлежащей солнечной фермы.

Anglo American

Hydeal España: самый большой в мире хаб «зеленого» водорода

Продолжая тему водорода: это вещество способно стать ценным источником топлива для декарбонизации промышленных процессов. Но добыча газа в индустриальных масштабах требует энергии, необходимой для расщепления воды на кислород и водород при помощи электрического тока. Чтобы водород был «зеленым» топливом, этот процесс должен подпитываться возобновляемыми источниками энергии — ради этого и затевается проект HyDeal España. Солнечные панели, вырабатывающие 9,5 ГВт энергии, обеспечивают мощные электролизеры, отделяющие водород от воды в беспрецедентных масштабах. Работы над проектом должны закончиться в 2030 году, и, если все пройдет по плану, он снизит углеродный след Испании на 4%.

ArcelorMittal

DALL-E2: революционный генератор изображений

Студенты-художники часто подражают мастерам живописи в процессе обучения, но нейросеть DALL-E2 от Open AI развивает эту технику до высот, которых может достичь лишь искусственный интеллект. Она генерирует изображения по текстовым запросам пользователей на основе анализа миллионов картинок, выложенных в Интернет. На фоне прочих генераторов изображений DALL-E2 получает крайне восторженные отзывы, и среди шедевров нейросети иногда встречаются картины, вполне претендующие на творчество.

OpenAI

P12: скоростной электрический паром

Когда первый электрический паром Candela P12 запустится в Стокгольме, он сможет доставлять пассажиров из спальных районов в центр города примерно за 25 минут. Для контекста, дизельные паромы выполняют тот же рейс за 55 минут. Из-за того, что P12 практически не создает попутного потока, законы позволяют судну превышать скоростной лимит. Согласно производителю, скорость в 30 м/ч делает этот паром самым быстрым электрическим водоплавающим средством передвижения в мире.

Candela

Bioforge: экологически чистый химзавод

Нефтехимические заводы обычно требуют большой площади, полностью заставленной высокими колоннами и трубами, чтобы перерабатывать ископаемое топливо в полезные продукты. Кроме производства токсичных отходов, подобные фабрики также выбрасывают в атмосферу 925 млн метрических тонн углекислого газа. Но завод Bioforge в Хьюстоне производит 10 000 тонн химикатов, вроде удобрений и чистящих средств, при помощи экологически чистых процессов. Их секрет кроется в энзимах: биологические протеины перерабатывают кукурузный сироп в различные химикаты с большей эффективностью, чем традиционные методы обработки ископаемого топлива.

Solugen

HydroSKIN: экологически чистое охлаждение

На кондиционеры и вентиляторы приходится 10% мирового потребления электричества, и к 2050 году эта цифра может серьезно подскочить. Однако существуют и другие способы охлаждения помещений. На фасад экспериментального дома в Штутгарте поставили HydroSKIN: приспособление, снижающее температуру за счет нескольких слоев влажной ткани. Первый — сетка против насекомых и мусора; второй — толстый разделитель, впитывающий воду при высокой влажности. Третий — опциональная пленка, которая обеспечивает дополнительное впитывание. Наконец, четвертый, самый ближний к стене здания — это фольга, вбирающая в себя всю влагу, просочившуюся через предыдущие слои.

ILEK

Powerfyole: самозаряжающиеся гаджеты

Потребительская электроника в США поглощала порядка 176 тераватт-часов электричества в 2020 году: больше, чем вся Швеция. Собственно, именно поэтому исследователи из шведской компании Exeger разработали новую архитектуру для гибких, портативных солнечных батарей, которые могут быть интегрированы в самые разные гаджеты. Панель Powerfoyle — это обновленный вариант революционной идеи 1980 года под названием «ячейка Гретцеля», который дополнительно задействует диоксид титана и новый электрод, чья проводимость в 1000 раз превышает кремний.

Exeger

Mayflower: электрический беспилотный катер

Сбор данных в едких соленых водах и мощных ветрах Атлантического океана может быть скучным, грязным и опасным занятием, но IBM подготовила автономный катер, который не будет жаловаться на жизнь. Электрический корабль Mayflower находится под командованием ИИ-капитана: машина оборудована 30 сенсорами и 16 вычислительными устройствами, которые занимают места уборных и кают экипажа. Производитель считает, что катер можно использовать для сбора практически любой информации на море, не рискуя человеческими жизнями.

IBM

Комплекс возобновляемой энергии в Уит-Ридже: союз солнца и ветра

Комплекс в Уит-Ридже, построенный совместными усилиями двумя энергетических компаний, сочетает солнечные панели, ветряки и накопительные батареи, чтобы подключить возобновляемые источники к сети в коммунальных масштабах. Сейчас он вырабатывает 300 МВт ветряной энергии, 50 МВт солнечной и 30 МВт накопительного объема, чего хватит для обеспечения 100 000 домов.

Portland General Electric