Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения

Нанотехнологии – революционные возможности для системы энергоснабжения
Тенденции в развитии энергетики, особенно в кризисные времена, когда бесперебойное энергоснабжение является непременным условием выживания, а также в связи с планами ЕС по постепенному отказу от ископаемого топлива в период до 2050 года подразумевают перевод энергетики на генерацию без выбросов СО2 в атмосферу.


И ставят вопрос о разработке способов генерации электроэнергии, не связанных с традиционной энергетикой и базирующейся на использовании новейших материалов.

В настоящее время многие научные исследования в той или иной мере связаны с возможностью преобразования падающего на Землю потока солнечных частиц. Данное направление работ является очень перспективным в связи с  появлением новых материалов.

Несмотря на приоритетное внимание общественности к тематике распространения эпидемии и способах борьбы с ней, вопросы о перспективах развития энергетики особенно в связи со сложной ситуацией в мире приобретают сегодня свою особую актуальность и занимают важное место в экономических обзорах в интернете и в прессе. 

О чем идет речь?

Одна из возможных дискутируемых перспектив - создание малых АЭС, как, например, первая плавучая АЭС на Чукотке «Академик Ломоносов» в России, так и планы других стран по развитию малых АЭС. Хотя один из минусов подобных проектов виден достаточно четко, организация безопасности и защита подобных АЭС  потребует аналогичных по объему вложений, как и для больших АЭС, что негативно повлияет на экономическую эффективность малой атомной станции. 

Сама энергетика, методы и способы получения и распределения электроэнергии очень консервативны. Фактически сейчас осваивается и работает то, что было изобретено ещё 60-100 лет назад, конечно с учетом модернизаций. Десятки тысяч специалистов, по большому счёту, занимаются только усовершенствованием того, что было спроектировано не только их отцами и матерями, но ещё их дедушками и бабушками. Это конечно важно, но сложившаяся система электроснабжения нуждается в радикальном обновлении и перестройке, поэтому настоящее поколение учёных должно внести свой вклад в развитие инновационных экологичных способов и методов получения энергии на основе использования новейших материалов, способных исключить необходимость сжигания ископаемого топлива для выработки электроэнергии. Именно революционные изменения в технологиях получения экологически чистой безопасной электроэнергии без нанесения ущерба и загрязнения окружающей среде и будут стартовой площадкой для человечества на новом витке технологического прогресса. Развитие IT-технологий, роботизированной техники безусловно важны, но без революции в электроснабжении развитие человечества будет неполноценным и негармоничным. Чтобы осуществить подобные радикальные изменения необходимо отказаться от устоявшихся парадигм и сложившихся структур, необходимы учёные с новым видением, незашоренным взглядом и свободные от влияния существующей сложившейся системы в энергетике.

Учёные различных стран работают над созданием новых способов получения электроэнергии в эру «после нефти». Это и строительство термоядерного реактора на юге Франции, развитие ветряной и солнечной электрогенераций и т.д. Однако наибольший интерес представляют новейшие разработки, использующие графен в качестве материала для источников постоянного электрического тока. В последние годы исследования графена показали, что он обладает большой механической прочностью, высокой теплопроводностью и электропроводимостью, что позволило уже сейчас начать его применять для различных целей, как высокоэффективных теплоотводящих поверхностей, аккумуляторов с улучшенными характеристиками, наномеханических резонаторов, каналов умножения электронов в приборах эмиссионной наноэлектроники, сорбентов большой ёмкости для безопасного хранения водорода и т.д. Спектр использования графена настолько широк, что способен кардинальным образом изменить технологический уровень развития человечества. Но в данной статье хотелось бы остановиться на использовании графена именно для нужд генерации электроэнергии.

В настоящее время в серьёзных научных кругах ни у кого уже не вызывает сомнение возможность графена генерировать электрический ток под воздействием различных электромагнитных излучений. Комбинируя графен с нитридом бора учёные Массачусетского технологического института смогли получить постоянный электрический ток под воздействием терагерцовых волн. Терагерцовые волны широко распространены в нашей повседневной жизни, и, если их использовать, то их концентрированная энергия может потенциально служить альтернативным источником энергии. Учёные MIT также обнаружили, что чем сильнее энергия поступающего терагерца, тем больше энергии устройство может преобразовывать в постоянный ток. Исследователи разработали проект терагерцового выпрямителя, состоящего из небольшого квадрата графена, который расположен на слое нитрида бора и находится внутри антенны, которая будет собирать и концентрировать окружающее терагерцовое излучение, усиливая его сигнал настолько, чтобы преобразовать его в постоянный ток.



Holger Thorsten Schubart, CEO Neutrino Energy Group

Фотограф Максим Новиков

Однако, несмотря на весь авторитет Массачусетского технологического института в научном мире и финансовую поддержку государства, первенство в исследовании использования графена для электрогенерации следует признать за частной немецко-американской научно-технологической компанией Neutrino Energy Group. Эта компания разработала технологию получения постоянного электрического тока путем нанесения многослойного нанопокрытия из чередующихся слоев графена и легированного кремния на металлическую фольгу. Предполагается, что многослойное расположение чередующихся слоёв графена и легированного кремния приводит к тому, что силы между электронами графена «выбиваются» из равновесия. Общий эффект заключался в том, что физики называют «косым рассеянием», когда облака электронов отклоняют свое движение в одном направлении, что и называется постоянным электрическим током.

Благодаря такому многослойному материалу и повышенному колебательному движению атомов графена, эта чрезвычайно чуткая к внешним электромагнитным волнам конструкция энергетической ячейки способна принимать не только воздействие терагерцовых волн, но и высокоэнергетических космических частиц невидимого спектра излучения. Это позволяет получать постоянный электрический ток круглосуточно вне зависимости от места размещения энергетической ячейки. Кроме того, при отсутствии или слабом фоновом воздействии терагерцовых волн, такая многослойная конструкция из слоёв графена и легированного кремния позволит получать постоянный ток только от воздействия высокоэнергетических космических частиц невидимого спектра излучения (нейтрино), что и подтвердили независимые испытания в клетке Фарадея в условиях исключения воздействия терагерцовых волн. Компания Neutrino Energy Group опубликовала данные исследований Neutrinovoltaic технологии, которые показали, что в клетке Фарадея с пластины размером А-4 была получена выходная мощность 2.5-3.0 Вт. Большим преимуществом такой конструкции является возможность масштабирования до заданных выходных характеристик и геометрических размеров. Генеральный директор Neutrino Energy Group, господин Шубарт прогнозирует, что компания сможет выйти на выпуск готовых изделий уже через 2-3 года, которые необходимы компании для отработки промышленной сборки и ресурсных испытаний первых тестируемых образцов источников постоянного тока Neutrino PowerCube®

Безусловно, в данном случае мы имеем дело с одной из самых инновационных и прогрессивных технологий экологичной энергогенерации в мире. Несмотря на распространение эпидемии и экономическую рецессию, разработки не прекращаются, «хотя на данный момент это возможно только в самых сложных условиях» - говорит Хольгер Шубарт. 

Развитие и внедрение этой инновационной технологии в повседневную жизнь будет означать начало новой эры в энергетике.

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Погода помешала отправке астронавтов к МКС

Погода помешала отправке астронавтов к МКС

Плохая погода Флориды помешала планам SpaceX и старту пилотируемой миссии.

Американские астронавты Даг Херли и Роберт Бенкен прибыли на стартовую площадку на электромобиле Тесла. После поднялись на техническом лифте в стерильное помещение непосредственно перед входом в капсулу Crew Dragon. Начиная новую традицию, они расписались на стене комнаты. После этого Херли и Бенкен с опережением графика погрузились в капсулу, где техники пристегнули их в креслах и проверили кост...
27.05.20 23:49
0
0
Сегодня SpaceX запустит первую миссию с астронавтами НАСА

Сегодня SpaceX запустит первую миссию с астронавтами НАСА

Запуск назначен на 23:33 по московскому времени (20:33 по Гринвичу).

Миссия SpaceX Demo-2 готовилась 4 года и стартует сегодня, 27 мая, в 23:33 мск. Demo-2 ознаменует собой первый запуск астронавтов НАСА на коммерческом космическом корабле и первый запуск американских астронавтов на орбиту на американском транспортном средстве с территории Америки с 2011 года. Миссия взлетит с исторической стартовой площадки 39А космического центра Кеннеди. Внутри капсулы SpaceX ...
27.05.20 16:48
0
0
Virgin Orbit терпит неудачу при первом запуске ракеты

Virgin Orbit терпит неудачу при первом запуске ракеты

В понедельник компания Virgin Orbit Ричарда Брэнсона потерпела неудачу во время первого испытательного запуска новой ракеты с помощью Боинга 747 «Cosmic Girl» над Тихим океаном у побережья Южной Калифорнии.

Первый запуск начался хорошо, пока ракету не сбросили из-под левого крыла гигантского самолета, получившего название «Cosmic Girl». «Мы подтвердили чистое высвобождение от самолета. Но миссия вскоре прервалась в полете. Cosmic Girl и летная команда в безопасности и возвращаются на базу», - говорится в официальном комментарии в Twitter к запуску Virgin Orbit. Не было сообщено никаких фактов о том...
26.05.20 18:54
0
3
Астрономы сделали снимок космического огненного кольца

Астрономы сделали снимок космического огненного кольца

Астрономы сделали изображение очень редкого типа галактики, похожего на космическое огненное кольцо, существовавшего 11 миллиардов лет назад.

Круглая галактика, массой как у Млечного Пути, с отверстием посередине, и похожая на огромный пончик. Её открытие описано в журнале Nature Astronomy и призвано расшевелить теории о самом раннем образовании галактических структур и их развитии. «Это очень любопытный объект, которого мы никогда раньше не видели», - сказал ведущий исследователь Тиантиан Юань из австралийского Центра передовой астроф...
25.05.20 21:31
0
2
Новый метод сделает краски из графена

Новый метод сделает краски из графена

Графен универсален, но есть одна проблема – он не диспергирует в воде. Но швейцарские исследователи нашли относительно простой способ сделать это.

Оксид графена - это другая форма материала, которая может обеспечить стабильную дисперсию в воде, а затем может быть использована в качестве графеновой краски. Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, расположенный в виде шестиугольника. Этот обманчиво простой материал обладает рядом полезных свойств - он невероятно легкий, тонкий и гибкий, но при этом прочный. Он отличный провод...
09.04.20 19:23
0
5
Разработана устойчивая к бактериям пленка

Разработана устойчивая к бактериям пленка

В окружающей среде, от больниц до зон приготовления пищи, жизненно важно сохранять поверхности как можно более очищенными от бактерий.

Новый материал определенно может помочь, так как утверждается, что он отталкивает даже устойчивые к антибиотикам микробы. Это вещество, разработанное в канадском университете МакМастер, принимает форму прозрачной пластиковой пленки, гибкой, долговечной и недорогой в производстве. Идея заключается в том, что она может быть использоваться как термоусадочная пленка на предметах, к которым часто прик...
14.12.19 21:55
0
7
Появилась первая в мире экологичная водка

Появилась первая в мире экологичная водка

Воздух + вода = водка. Магия? Не совсем.

Обычно волшебники говорят: «В моей шляпе ничего нет» и потом вжух - из пустой шляпы вылетает голубь или высовывается кролик. Пораженные лица зрителей. Такими же они станут, когда узнают, что Air Co. делает водку из воздуха и воды. Без зерна, без дрожжей. Используя возобновляемое электричество, Air Co. превращает углерод из воздуха в чистый этанол, электрически разделяя воду на углерод и кислород....
09.11.19 22:01
0
5
Углеродное волокно Lamborghini испытают в космосе

Углеродное волокно Lamborghini испытают в космосе

Материал для имплантатов или протезов должен быть жестким.

Композитный материал из углеродного волокна, произведенный итальянским автомобилестроителем Lamborghini, может справиться с этой задачей, поэтому образцы будут отправлены на Международную космическую станцию для испытания их стойкости в суровых условиях космоса. Пару лет назад началось сотрудничество между Automobili Lamborghini и Техасским методистским научно-исследовательским институтом в Хьюст...
26.10.19 22:00
0