![]() |
Исследовательская группа доктора Чи-Юнг Юнга из Центра водородных исследований и демонстраций Корейского института энергетических исследований успешно разработала метод анализа микроструктуры бумаги из углеродного волокна, ключевого материала для водородных топливных элементов, со скоростью, в 100 раз превышающей существующие методы. Этого удалось достичь благодаря использованию технологии цифрового двойника и искусственного интеллекта (ИИ). Результаты опубликованы в издании Applied Energy. Бумага из углеродного волокна является ключевым материалом в водородных топливных элементах, играя решающую роль в облегчении сброса воды и подачи топлива. Она состоит из таких материалов, как углеродные волокна, связующие вещества (клеи) и покрытия. Со временем расположение, структура и состояние покрытия этих материалов меняются, что приводит к снижению производительности топливного элемента. По этой причине анализ микроструктуры бумаги из углеродного волокна стал важным шагом в диагностике состояния топливных элементов. Однако до сих пор анализ микроструктуры бумаги из углеродного волокна в режиме реального времени с высоким разрешением был невозможен. Это связано с тем, что для получения точных результатов анализа требуется процесс, при котором образец бумаги из углеродного волокна повреждается, а затем подвергается детальному исследованию с помощью электронного микроскопа. Чтобы устранить ограничения существующих методов анализа, исследовательская группа разработала технологию, которая анализирует микроструктуру бумаги из углеродного волокна с помощью рентгеновской диагностики и модели обучения изображений на основе искусственного интеллекта. Примечательно, что эта технология позволяет проводить точный анализ только с помощью рентгеновской томографии, исключая необходимость использования электронного микроскопа. В результате она позволяет проводить диагностику состояния практически в режиме реального времени. Исследовательская группа извлекла 5 000 изображений из более чем 200 образцов бумаги из углеродного волокна и обучила алгоритм машинного обучения на этих данных. В результате обученная модель смогла предсказать трехмерное распределение и расположение ключевых компонентов углеволоконной бумаги — углеродных волокон, связующих и покрытий — с точностью более 98%. Эта возможность позволяет сравнивать исходное состояние бумаги из углеродного волокна с ее текущим состоянием, что дает возможность немедленно выявить причины ухудшения характеристик. Традиционный метод анализа, включающий дробление образцов бумаги из углеродного волокна и использование электронного микроскопа, занимает не менее 2 часов. В отличие от этого, модель анализа, разработанная исследовательской группой, позволяет определить деградацию, поврежденные участки и степень повреждения бумаги из углеродного волокна в течение нескольких секунд, используя только рентгеновское томографическое оборудование. Кроме того, исследовательская группа использовала данные разработанной модели для систематического определения того, как такие факторы конструкции, как толщина бумаги из углеродного волокна и содержание связующего вещества, влияют на производительность топливного элемента. Они также извлекли оптимальные параметры конструкции и предложили идеальный план проектирования, направленный на повышение эффективности топливных элементов. Доктор Чи-Юнг Юнг, ведущий исследователь, заявил:
Ранее ученые выяснили, как повысить эффективность топливных элементов. 31.12.2024 |
Энергия
![]() | |
Российские ученые разрабатывают аккумуляторы для электромобилей и дронов | |
Ученые из Уфимского института химии работ... |
![]() | |
От лаборатории к реальности: как кристаллы времени заряжают мир | |
Мир хранения энергии меняется благодаря кванто... |
![]() | |
Китай впереди, а мир догоняет: битва за переработку аккумуляторов начинается | |
Компания Cirba Solutions активно развивает отр... |
![]() | |
Квантовый секрет растений: как природа превращает свет в энергию | |
Превращение солнечной энергии в химическу... |
![]() | |
Аккумуляторная революция: Франция строит завод мечты для электрокаров | |
Европейская комиссия дала зеленый свет огромно... |
![]() | |
Энергия атома для производства водорода: перспективы развития технологии | |
Доктор Уильям Бодель из Далтонского ядерн... |
![]() | |
Реактивное топливо на основе лигнина совершает прорыв в хранении водорода | |
Инновационный прорыв в технологии хранени... |
![]() | |
Определена роль термоядерной энергетики в обеспечении экологической безопасности | |
Карл Тишлер из европейского консорциума п... |
![]() | |
1066 секунд: Китай приблизился к созданию неисчерпаемого источника энергии | |
Стремление Китая использовать энергию звезд до... |
![]() | |
Министерство энергетики США инвестирует в технологии декарбонизации | |
Министерство энергетики США уделяет приор... |
![]() | |
Термоядерный прорыв: SMART добыл первую плазму | |
Токамак SMART успешно произвел первую плазму, ... |
![]() | |
В ТПУ добавили отходы в пеллеты и снизили выбросы CO2 на 20% | |
Ученые Томского политехнического университета ... |
![]() | |
Тепло шахтных вод: Великобритания приближается к чистой энергии | |
Живая лаборатория по использованию тепла ... |
![]() | |
В США запустят строительство заводов по производству водородного топлива | |
Министерство энергетики США, DOE, сделало важн... |
![]() | |
США инвестируют 101 млн долларов в испытания контроля выбросов углекислого газа | |
Министерство энергетики США, DOE, объявило о&n... |
![]() | |
Термоядерный синтез: как ученые пытаются приручить энергию Солнца | |
Стремление к получению чистой, устойчивой... |
![]() | |
JEST: Ученые разрабатывают литий-ионную батарею с повышенными характеристиками | |
Технологический прогресс привел к широком... |
![]() | |
Открытие делает органические солнечные элементы более эффективными и стабильными | |
Исследователи из Университета Åbo A... |
![]() | |
JES: Разработан революционный материал для литий-ионных батарей | |
Глобальная гонка за увеличение срока служ... |
![]() | |
AppEn: ИИ проворнее человека находит причины неисправностей топливных элементов | |
Исследовательская группа доктора Чи-Юнг Юнга и... |
![]() | |
Эффективны ли солнечные панели при непрямом солнечном свете? Ученые говорят — да | |
Когда люди думают о солнечной энергии, он... |
![]() | |
Застройщики жилья используют инновации для экономии на коммунальных платежах | |
По мере того как экологичная жизнь превра... |
![]() | |
Криптографический протокол обеспечит безопасный обмен данными в ветроэнергетике | |
Плавучая ветроэнергетика обладает огромным пот... |
![]() | |
Предложен новый способ получения водорода из воды с помощью солнечной энергии | |
Специалисты в области нанохимии добились ... |
![]() | |
AM&I: Пористые электроды из оксида кремния — прорыв в хранении энергии | |
Батареи стали неотъемлемым компонентом совреме... |
![]() | |
AC: Разработаны безопасные и стабильные батареи на основе цинка | |
Перезаряжаемые литий-ионные батареи питают все... |
![]() | |
Появилась концепция устойчивых полимерных электролитов для топливных элементов | |
Исследовательская группа под руководством... |
![]() | |
В МИСИС разработали термоэлектрик для зеленой энергетики | |
Новый метод производства материалов, которые м... |
![]() | |
Energy: Появилось инновационное решение для получения солнечной энергии с небес | |
Некоторые места не слишком благоприятны д... |
![]() | |
PhysRevLett: Найден способ улучшить аккумуляторы с помощью квантовой механики | |
В последние годы ученые работают над новы... |