电力/性能:10月27日

Room-temp超导
罗彻斯特大学的研究人员,内华达大学拉斯维加斯,和英特尔创建了一个材料在室温下超导特性,这是第一次观察到。

研究人员结合氢与碳和硫光化学合成简单organic-derived碳质硫氢化物在钻石砧细胞,将材料在非常高的压力下。所表现出来的碳质硫氢化picoliters超导约58度和压力约3900万psi(约260万个大气压)。

前面的高温超导记录是-10使用镧superhydride 8度,达成的马克斯普朗克化学和芝加哥伊利诺伊大学。

钻石砧是如何工作的。(来源:由迪亚斯实验室/罗切斯特大学)

超导意味着没有电阻和驱逐磁场,与潜在应用包括无损的电气传动,提高医学影像设备和更高效的电子产品。

然而,目前的超导材料要求非常寒冷的气温中,通常低于- 220华氏度,限制了他们的应用程序。“保持这些材料在低温下的成本太高你不能得到全部的好处,”Ranga说迪亚斯,物理和机械工程助理教授在罗彻斯特。

迪亚斯解释的一些挑战参与创造高温超导体。“高温超导体,你想要更强的债券和光元素。这两个最基本的标准,”迪亚斯说。“氢是最轻的材料,氢键是最强的一个。固体金属氢理论是德拜温度高,强大的电子声子耦合,对于室温超导是必要的。”

但要求极高的压力得到氢金属状态。相反,团队转向富含氢的材料,模仿纯氢的难以捉摸的超导阶段,并且可以金属化以低得多的压力。

在生成的碳质硫氢化,“存在碳的重要,”研究人员指出,和建议的成分优化组合的元素可能导致超导在更高的温度下。

迪亚斯说,下一个挑战是找到方法来创建室温超导材料在较低的压力,所以他们将经济产生更大的体积。相比数百万磅的压力中创建钻石顶砧,地球海平面的大气压力是大约15 PSI。团队的成员已经开始一个新的公司,神秘的材料,来找到一条通往室温超导体可以伸缩的生产在环境压力。

忆阻器推理
伦敦大学学院的研究人员,利物浦约翰摩尔斯大学和马萨诸塞大学阿默斯特提出增加的一种方式memristor-based人工神经网络的准确性。Memristor-based系统有可能比电晶体的人工智能硬件更节能。然而,推理精度一直是一个问题。

委员会安排的团队发现,记忆电阻器为“机器”在几个群体的神经网络和平均计算,精度大大提高,取消在每个网络缺陷。另外,精度提高不增加记忆电阻器的总数。

“我们希望会有更多的通用方法,提高设备级的,但是,系统级的行为,我们认为我们找到了一个,“Adnan Mehonic UCL的电子和电气工程博士说。“我们的方法表明,记忆电阻器时,几个人智慧胜一人。安排神经网络分成几个较小的网络,而不是一个大的网络导致整体精度的提高。”

Dovydas Joksas,伦敦大学学院的博士生,补充道,“我们借了一个受欢迎的技术从计算机科学和应用在记忆电阻器的上下文中。并且它成功了!通过初步的模拟,我们发现,即使是简单的场均可以显著提高记忆性神经网络的准确性。”

测试的方法在三种不同类型的记忆电阻器(钽/铪氧化物(Ta / HfO2),钽氧化物(Ta2O5)和非晶态空置调制导电氧化物(aVMCO)设备),研究人员发现,改善他们的准确性,不管材料或特殊的忆阻器技术。它也为许多不同的问题,可能会影响工作记忆电阻器的准确性,包括错误的设备,设备间的变化,随机电报噪声,和线阻力。

研究小组发现他们的方法增加了典型的人工智能神经网络的准确性任务同等水平的软件工具在传统的数字硬件上运行。

电池回收与水果
新加坡南洋理工大学的研究人员(南大新加坡)找到了一种方法使用水果皮中提取金属从锂离子电池。他们就能使功能的电池回收金属。

通常,恢复材料从废电池包括治疗酷热,超过500°C,可以排放有害气体。湿法冶金术,另一种方法正在研究使用水作为提取溶剂。在这个过程中,使用电池压碎或分解形成的材料被称为“黑弥撒。这黑色的质量然后溶解在混合强酸和弱酸与过氧化氢等化学物质在加热之前让金属沉淀。然而,存在担心二次污染物的生成使用这种方法。

“当前工业电子垃圾回收过程的能耗和排放有害污染物和液体废物,指着迫切需要环保的方法随着电子垃圾的数量。我们队已经证明了,这样做是可行的和可降解物质,”副主任斯里尼瓦桑Madhavi教授说南大Singapore-CEA研究循环经济联盟(南大稀缺)实验室。

相反,研究人员转向橘子皮。烘干橙皮,磨粉,并结合柠檬酸(弱酸中发现柑橘),他们能够达到类似的结果使用过氧化氢作为湿法冶金术。

南大新加坡Asst.道尔顿泰教授(左)和教授Madhavi Srinivasan (R)显示橙皮和废弃锂离子电池,可以提炼出有用的金属。(来源:南大新加坡)

在实验室的实验中,研究小组发现他们的方法成功提取大约90%的钴、锂、镍、锰的锂离子电池。此外,固体残渣产生的过程是无毒的。

“关键在于橙皮中的纤维素,转化成糖在提取过程中热量。这些糖提高金属的回收电池浪费。橙皮中自然产生的抗氧化剂,如类黄酮和酚酸,可能是造成这种增强,“道尔顿泰说,南大商学院助理教授材料科学与工程和生物科学学院。

研究人员能够组装新的锂离子电池回收的材料,显示出类似的商业的能力。研究团队正在继续改善充放电循环,扩大生产规模,使用其他cellulose-rich食物浪费。

泰补充道,“在新加坡,一个资源稀缺性的国家,这个城市采矿的过程从各种各样的废弃电子产品中提取贵重金属变得非常重要。通过这种方法,我们不仅解决资源枯竭的问题通过保持这些贵金属使用尽可能多的,而且电子垃圾和食物垃圾积累的问题——日益增长的全球经济危机。”