Grafeno

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Crédito: Párrafo

Varias tecnologías, incluida una herramienta de pronóstico y gestión de riesgos basada en IA, y sensores de grafeno muchas veces más sensibles y eficientes energéticamente que la tecnología de silicio establecida, compiten para ser nombradas la innovación de ingeniería líder en el Reino Unido.

Las tres innovaciones excepcionales han sido seleccionadas por la Real Academia de Ingeniería como finalistas para el Premio MacRobert 2023, el premio más prestigioso y de mayor duración para la innovación en ingeniería del Reino Unido. El Premio MacRobert celebra a los héroes de la ingeniería detrás de las innovaciones tecnológicas que cambian el mundo y que demuestran éxito comercial y beneficios sociales tangibles, y los finalistas fueron elegidos luego de un proceso de evaluación riguroso y altamente competitivo, presidido por el pionero de la ingeniería, el profesor Sir Richard Friend FREng FRS.

Las tres empresas compiten por una medalla de oro y un premio de 50.000 libras esterlinas. El ganador de este año se anunciará en la cena de entrega de premios de la Royal Academy of Engineering en Londres el 13 de julio.

El profesor Sir Richard Friend FREng FRS, presidente del panel de jueces del Premio MacRobert de la Real Academia de Ingeniería, comenta: "La innovación en ingeniería es la fuerza impulsora detrás del crecimiento económico y un futuro sostenible y los tres finalistas del Premio MacRobert de este año son maravillosos ejemplos del ingenio de la ingeniería del Reino Unido en acción, desarrollando productos líderes en el mundo y comercialmente viables que abordan muchos desafíos sociales.

"Al aprovechar el poder de la IA, la plataforma de aprendizaje automático de nPlan está ayudando a reducir el riesgo de algunos de los proyectos de construcción e infraestructura más grandes del mundo, mientras que el uso pionero del grafeno de Paragraf ofrece, entre otras aplicaciones, un avance significativo en la seguridad de los vehículos eléctricos, y Ceres La revolucionaria pila de combustible ayudará a acelerar la descarbonización y abordar el cambio climático.

Los finalistas de este año son:

Ceres Power: tecnología de energía limpia que permite un futuro neto cero

Ceres está preseleccionado por su tecnología pionera de energía limpia, que incluye celdas de combustible para la generación de energía y electrolizadores para hidrógeno verde. La celda de óxido sólido se basa en materiales comunes de bajo costo que, combinados con una técnica de deposición innovadora y una tecnología de pila altamente diferenciada, brinda el tipo de rendimiento mejorado que será crucial si el mundo quiere descarbonizarse a la escala y al ritmo requerido para hacer frente al cambio climático.

Ceres tiene una tecnología patentada que es realmente reversible. Al funcionar en una dirección, puede usar múltiples combustibles para generar electricidad de manera altamente eficiente cuando y donde se necesita. Funciona a la inversa, genera hidrógeno verde con alta eficiencia y bajo costo, una innovación que los jueces del Premio MacRobert elogiaron como un gran avance en la revolución de la energía limpia.

Las pilas de combustible no son una tecnología nueva, pero los conjuntos de materiales exóticos, las altas temperaturas de funcionamiento o la necesidad de combustible de hidrógeno las han convertido en el dominio exclusivo de las misiones espaciales. Ceres ha sido pionera en el uso de materiales comúnmente encontrados: una membrana cerámica de ceria dopada con gadolinio como un electrolito impreso en láminas delgadas de acero ferrítico perforadas que funcionan a temperaturas en el rango de 500 a 600 °C. Esta es una temperatura de 'Ricitos de oro' para rendimiento, flexibilidad de combustible, costo y robustez.

El resultado es la tecnología celular patentada de Ceres. Una celda es suficiente para iluminar una habitación, pero los 250 megavatios de capacidad que entrarán en funcionamiento en 2024 podrían alimentar a medio millón de hogares. El modelo de licencia de Ceres le ha permitido establecer asociaciones con algunas de las empresas más progresistas del mundo, como Bosch, Doosan y Weichai, para ofrecer sistemas y productos a la escala y el ritmo necesarios para descarbonizar la generación de energía, el transporte, la industria y el día a día. viviendo.

nPlan: la inteligencia artificial (IA) ayuda a ahorrar miles de millones perdidos por los retrasos en los proyectos de construcción

La tecnología de aprendizaje automático de nPlan pronostica con precisión cuánto tiempo es probable que tome cada elemento de un proyecto de construcción y representa el avance más dramático en décadas para pronosticar y reducir el riesgo de proyectos de construcción e infraestructura a gran escala.

Solo uno de cada siete proyectos de construcción termina a tiempo. Antes de la pandemia de covid-19, la demora promedio de un proyecto era de aproximadamente 80 días y, para fines de 2021, era de más de 214 días, un aumento del 167 %. Cuando los proyectos se retrasan, los costos se disparan, socavando el caso comercial de lo que sea que se esté construyendo y poniendo a los contratistas en riesgo de insolvencia; los efectos colaterales incluyen disputas legales prolongadas, volumen reducido de proyectos y menor crecimiento económico. El sistema de nPlan identifica los riesgos ocultos que provocan retrasos, lo que ayuda a los propietarios de proyectos ya las empresas constructoras a entregar proyectos importantes a tiempo y dentro del presupuesto.

El sistema de nPlan ingiere grandes volúmenes de cronogramas de proyectos anteriores (más de 600 000 y contando) y utiliza una técnica de IA conocida como aprendizaje profundo para analizar los datos que luego utiliza para producir distribuciones de probabilidad individuales basadas en el tiempo para cada componente de un proyecto de construcción. Estas distribuciones también se acumulan para pronosticar con precisión la probabilidad de que cualquier proyecto importante se complete en un período de tiempo determinado.

Las personas que administran estos proyectos ahora pueden tomar decisiones informadas por cientos de miles de programas anteriores. La innovación pionera de nPlan ha demostrado que puede ahorrar hasta un 3 % del costo de un proyecto de mil millones de libras al proporcionar una evaluación precisa del riesgo de retraso y está configurada para reemplazar los métodos más tradicionales de previsión de proyectos que sufren de sesgos subjetivos y experiencia limitada. de los individuos que ingresan en ellos o datos de clase de referencia estrecha.

Paragraf: llevar al mundo la electrónica de grafeno a escala comercial

En un avance que potencialmente tendrá implicaciones en todos los sectores, Paragraf ha producido el primer uso comercial real de grafeno en dispositivos electrónicos, en lugar de como un aditivo estructural en compuestos.

El grafeno ha sido anunciado durante mucho tiempo como el futuro de la electrónica desde que sus descubridores ganaron el premio Nobel en 2010. Sin embargo, se han necesitado años de desarrollo de materiales y procesamiento para llevarlo a un uso práctico. Paragraf ha hecho una contribución monumental para desbloquear el verdadero potencial del material mediante el desarrollo de un método práctico para cultivar grafeno de una sola capa en un sustrato útil para lograr niveles de defectos y pureza de grado semiconductor.

Este grafeno ya está presente en una amplia variedad de aplicaciones vitales a través de los sensores de campo magnético de grafeno de Paragraf, que son 30 veces más sensibles, 1000 veces más eficientes energéticamente y capaces de operar de manera más confiable en una gama más amplia de condiciones que la tecnología de silicio establecida. Esto incluye motores aeronáuticos de turbina de gas a altas temperaturas, computación cuántica a temperaturas ultrabajas y entornos de alta radiación, como el espacio. La tecnología también está encontrando varias aplicaciones dentro de los vehículos eléctricos como parte del sistema de seguridad que monitorea el rendimiento de la batería para reducir la probabilidad de fallas críticas.

Los jueces preseleccionaron a Paragraf como un ejemplo de un esfuerzo líder en el Reino Unido para industrializar dispositivos semiconductores basados ​​en grafeno. Esto fue posible gracias a una profunda integración de la ingeniería multidisciplinaria, desde la ciencia de los materiales de vanguardia hasta la ingeniería electrónica, combinada con la comprensión profunda de los métodos de semiconductores compuestos que ha dado como resultado esta innovación verdaderamente transformadora. El sector está prosperando a nivel mundial y hay margen para un rápido crecimiento y puestos de trabajo asociados en el Reino Unido y mucho más allá.

"Los finalistas del Premio MacRobert de este año continúan con una orgullosa tradición de innovación en ingeniería del Reino Unido e ilustran la amplitud del talento en ingeniería en este país que debemos celebrar y fomentar".

La Dra. Caroline Hargrove CBE FREng, directora de tecnología de Ceres, comentó: "Estamos encantados de obtener el reconocimiento de la Royal Academy of Engineering, que es testimonio del arduo trabajo y la dedicación de nuestro equipo como evangelistas del poder de la ingeniería y la ciencia. para cambiar nuestro mundo.

"Como empresa de licencias, la innovación ocurre en todas partes en Ceres: está en nuestro ADN, desde la forma en que hacemos las cosas hasta la tecnología que proporcionamos. Los socios confían en nosotros para realizar la innovación tecnológica profunda, para mejorar continuamente el rendimiento de nuestras células centrales, por lo que que se vuelve cada vez más económico implementar esta tecnología limpia para descarbonizar nuestros sistemas de energía y permitir un futuro neto cero".

Dev Amratia, cofundador y director ejecutivo de nPlan, dice: "Parece que fue ayer cuando a mi cofundador Alan Mosca y a mí nos dijeron que las empresas pagarían millones por tecnología como esta, pero que era imposible de construir. Ahora estamos celebrando haber sido preseleccionado para el Premio MacRobert a la innovación en ingeniería, ¡ha sido todo un viaje!

"Nuestra IA continúa aprendiendo de los planes de construcción e infraestructura todos los días, por lo que los conocimientos que podemos proporcionar a los equipos de proyectos en todo el mundo son cada vez más valiosos. Es un momento muy emocionante para el negocio desde el punto de vista comercial, pero es realmente el valor social podemos crear resolviendo este problema que nos saca de la cama por la mañana y nos empuja a innovar una y otra vez".

Simon Thomas FREng, director ejecutivo de Paragraf, dice: "Muchos dijeron que comercializar grafeno para la industria electrónica era un sueño imposible, pero después de años de arduo trabajo y logros de ingeniería sobresalientes en todo el equipo, ahora vemos que nuestros sensores Hall de grafeno se usan en una amplia variedad de aplicaciones, cada una con funciones de vital importancia para la industria y la sociedad en su conjunto.

"Este reconocimiento muestra por qué tantas empresas líderes en la industria acuden ahora a nosotros con los problemas electrónicos que enfrentan y preguntan cómo el grafeno puede resolverlos, desde los principales fabricantes de baterías y los gigantes automotrices hasta los especialistas en computación cuántica. Hace diez años, eso simplemente no habría parecido posible y se debe a la gran fuerza de las habilidades de ingeniería aquí en Paragraf".

Los ganadores anteriores del Premio MacRobert han transformado el mundo en el que vivimos. El primer premio en 1969 fue ganado conjuntamente por Rolls-Royce por el motor Pegasus utilizado en los icónicos jets Harrier, y Freeman, Fox and Partners por diseñar el Puente Severn. Desde el escáner CT hasta el primer sistema de gráficos de televisión y la minicomputadora Raspberry Pi, los ganadores del premio MacRobert han demostrado la gran capacidad de los innovadores del Reino Unido para desarrollar productos comercialmente viables líderes en el mundo en todos los sectores de la ingeniería. El ganador de 2022, Quanta Dialysis Technologies, ha hecho realidad la diálisis portátil de alto rendimiento.