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
Концепция полуротора Blainjett обещает беспрецедентную производительность вертикального взлета и посадки

Концепция полуротора Blainjett обещает беспрецедентную производительность вертикального взлета и посадки

Удивительно странная идея обладает реальным потенциалом для радикального улучшения мощности, скорости, эффективности, грузоподъемности, дальности, выносливости и площади поверхности широкого спектра самолетов вертикального взлета и посадки и дронов.

Увлекательная концепция полусферического ротора Blainjett — это совершенно уникальный и нестандартный подход к полетам вертикального взлета и посадки. Компания придумала суть идеи, работая над ховербайком Horizon eVTOL, и пытаясь решить проблему создания множества эффективных вертикальных тяга, не занимающих много места и не подвергая посторонних воздействию быстро вращающихся винтов, пришла к так...
02.10.22 13:22
0
0
НАСА и SpaceX изучают возможности продления срока службы Хаббла

НАСА и SpaceX изучают возможности продления срока службы Хаббла

НАСА и SpaceX договорились изучить возможность заключения с компанией Илона Маска контракта на вывод космического телескопа Хаббл на более высокую орбиту с целью продления срока службы, сообщило в четверг космическое агентство США.

Знаменитая обсерватория работает с 1990 года на высоте около 540 километров над Землей на орбите, которая со временем медленно уменьшается.У Хаббла нет бортового двигателя, чтобы противостоять небольшому, но все же существующему атмосферному сопротивлению в этой области космоса, и его высота ранее уже восстанавливалась во время миссий космического Шаттла.Предлагаемые новые усилия будут включать ка...
30.09.22 08:29
0
0
Хаббл обнаружил экран, защищающий пару карликовых галактик

Хаббл обнаружил экран, защищающий пару карликовых галактик

В течение миллиардов лет крупнейшие галактики-спутники Млечного Пути — Большое и Малое Магеллановы Облака — совершали опасные трюки. Вращаясь друг вокруг друга по мере того, как притягивались к нашей галактике, они начали распутываться, оставляя за собой следы газообразных обломков.

И все же, к удивлению астрономов, эти карликовые галактики остаются нетронутыми, и в них продолжается бурное звездообразование. «Многие люди изо всех сил пытались объяснить, как потоки материала могли оказаться там», — сказал Дханеш Кришнарао, доцент Колорадского колледжа. «Если газ был удален из этих галактик, как они все еще формируют звезды?» С помощью данных космического телескопа Хаббла НАС...
29.09.22 07:23
0
0
Китайские астрономы обнаружили более 1600 новых звездных скоплений

Китайские астрономы обнаружили более 1600 новых звездных скоплений

Анализируя данные со спутника Gaia, астрономы из Китайского западного педагогического университета обнаружили 1656 новых звездных скоплений в галактике Млечный Путь.

В общем случае звездные скопления представляют собой большие гравитационно связанные группы звезд. Они воспринимаются как важные лаборатории для изучения эволюции звезд и самих скоплений. Звездные скопления также являются хорошими трассерами для изучения структуры Млечного Пути. По оценкам, Млечный Путь может содержать около 100 000 звездных скоплений. Исследователи предполагают, что многие неотк...
28.09.22 07:15
0
0
Углеродные нанотрубки повышают эффективность «нанобионических» бактериальных солнечных элементов

Углеродные нанотрубки повышают эффективность «нанобионических» бактериальных солнечных элементов

Инженеры EPFL нашли способ вставлять углеродные нанотрубки в фотосинтезирующие бактерии, что значительно увеличивает их электрическую мощность. Они даже передают эти нанотрубки своим потомкам при делении посредством того, что команда называет «унаследованной нанобионикой».

Солнечные батареи являются ведущим источником возобновляемой энергии, но их производство оказывает большое влияние на окружающую среду. Как и во многих других случаях, мы можем брать у природы подсказки о том, как улучшить наши устройства, и в этом случае фотосинтезирующие бактерии, которые получают энергию от солнечного света, могут быть использованы в микробных топливных элементах.В новом исслед...
19.09.22 11:53
0
0
Ультратонкая метаповерхность создает паутину квантово-запутанных фотонов

Ультратонкая метаповерхность создает паутину квантово-запутанных фотонов

Ученые из Национальной лаборатории Сандия и Института Макса Планка разработали способ создания сети квантово-запутанных фотонов, используя гораздо более простую установку, чем обычно. Ключ представляет собой поверхность с точным рисунком, которая в 100 раз тоньше бумаги и может заменить целую комнату оптического оборудования.

Квантовая запутанность — это странно звучащее явление, когда две частицы могут настолько сплестись вместе, что манипулирование одной из них мгновенно повлияет на ее партнера, независимо от того, насколько далеко они могут быть друг от друга. Это формирует основу для новых технологий, таких как квантовые вычисления и квантовое шифрование. Проблема в том, что генерировать запутанные группы фотонов ...
15.09.22 07:59
0
1
Как будут использоваться наноматериалы для безэмиссионной энергетики будущего

Как будут использоваться наноматериалы для безэмиссионной энергетики будущего

Геополитический конфликт между Россией и западными странами даёт мощнейший импульс ускоренному развитию не только новых технологий электрогенерации, не связанных с ископаемым топливом, но и технологиям энергосбережения, а также усилению тенденции отказа от использования транспорта с двигателями внутреннего сгорания.

В последние годы многочисленные группы учёных по всему миру исследуют свойства графена с целью его прикладного применения. Повышенный интерес к этому материалу объясняется наличием таких уникальных свойств, как высокая проводимость и теплопроводность, прочность и гидрофобность, что открывает масштабные перспективы применение графена в различных областях промышленности.Одним из наиболее важных напр...
09.09.22 14:13
1
1
Воссоздавая дождь Урана, рентгеновский лазер превратил пластик в алмазы

Воссоздавая дождь Урана, рентгеновский лазер превратил пластик в алмазы

Используя мощные лазеры, команда извлекла образцы ПЭТ (распространенный материал, используемый в пластиковых бутылках, для получения сильного тепла и давления для образования крошечных алмазов, которые естественным образом могут выпасть на таких планетах, как Уран и Нептун.

Здесь, на Земле, алмазы ценятся за их редкость (даже если это изменится), но на других планетах они могут показаться такими же обычными, как камни. Считается, что на ледяных гигантах, таких как Уран и Нептун, экстремальное давление будет сжимать водород и углерод, образовывая твердые алмазы, которые затем выпадают в атмосферу, как дождь. Это явление не обнаруживалось напрямую, но в 2017 году груп...
05.09.22 07:54
0