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

Наноматериалы - основа безэмиссионной энергетики будущего

Наноматериалы - основа безэмиссионной энергетики будущего
Обострение геополитического конфликта 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.


Создание системы электрогенерации на основе альтернативной энергетики, в первую очередь, солнечной и ветрогенерации, на практике показало их критическую зависимость от погодных условий.

Прогресс, обозначившийся в последние годы в области создания новых наноматериалов, позволяет многим учёным обоснованно предполагать, что энергетика будущего будет опираться именно на использование наноматериалов как в области производства электроэнергии, так и в области её доставки до потребителя с минимальными потерями. Существующие в настоящее время электросети имеют ограничения в пропускной способности практически во всех странах и не смогут справиться с резко возрастающей потребностью в электроэнергии. Модернизация электросетей потребует существенных инвестиций: только в США в ближайшие десятилетия потребуются инвестиции для модернизации устаревших линий электропередач и строительства тысяч километров новых линий, которые могут достичь 2 триллионов долларов, а с учётом существующей инфляции они могут возрасти многократно.

Перспективной является идея создания распределённой системы электроснабжения на основе применения наноматериалов, которые позволяли бы преобразовывать энергию окружающих полей излучений в электрический ток. Возможность воплощения в жизнь такой многообещающей идеи была исследована учёными компании Neutrino Energy Group под научным руководством Holger Thorsten Schubart. Изучение различных материалов для реализации этой идеи началось в начале текущего столетия, а первые устойчивые положительные результаты экспериментов были получены и обнародованы в 2014 году. Сложность заключалась не только в нахождении материала и обосновании принципа появления электрического тока, но и в отсутствии ментального восприятия самого факта возможности получения электроэнергии под воздействием окружающих полей излучений. Поэтому создатели технологии и, в первую очередь, Holger Thorsten Schubart в своей функции президента и научного руководителя проекта, вынуждены были заниматься большой информационной и разъяснительной работой как в научной среде, так и среди самых широких слоев населения, справедливо полагая, что подобная информация привлечёт внимание к проекту и не даст возможность игнорировать факт существования технологии, повысит уровень акцентирования технологии и, в конечном итоге, такая работа должна была ускорить сам старт промышленного производства источников тока, названных Neutrino Power Cubes. Промышленный выпуск Neutrino Power Cubes источников электроэнергии выходной мощностью 5 кВт*час, предназначенных для электроснабжения домовладений, начнется в Швейцарии в конце 2022 – начале 2023 года, также Neutrino Energy Group предоставило на коммерческой основе лицензионные права на производство Neutrino Power Cubes нескольким странам, включая Россию. Лицензионные права в Россию распространяются не только на производство источников электроэнергии Neutrino Power Cubes, но и на производство электромобилей со встроенными в корпус электромобиля источниками постоянного тока, а также на изготовление самой широкой номенклатуры продукции, работающей по технологии Neutrinovoltaic.



Ноу-хау технологии Neutrinovoltaic заключается в изобретении наноматериала, способного преобразовывать кинетическую энергию различных частиц невидимого спектра излучения, имеющих массу, в электрический ток. Если говорить точнее, то различные излучения, включая поток нейтрино мощностью 60 млрд. частиц в секунду, пронизывающих каждый см2 земной поверхности, вызывает колебания атомов графена. Колебания атомов графена, вызываемых частицами полей излучений, накладываются на колебания атомов графена, вызываемых температурным броуновским движением. При совпадении этих частот колебаний появляется резонанс колебаний атомов графена, что позволяет кратно усилить отдачу электронов графена.

В графене, имеющим в основе своей структуры шестигранную кристаллическую решётку, возникает волна, подобно волнам на поверхности моря, появляющаяся в результате комбинации небольших спонтанных движений и приводящая к появлению более крупных спонтанных движений. Смещение одного атома, суммируясь со смещениями других атомов, вызывает появление поверхностных волн с горизонтальной поляризацией, известных в акустике как волны Лява. Чем легче атомная масса химического элемента, тем сильнее наблюдается эффект от столкновения различных частиц с ядром атома химического элемента. Предположительно, именно поэтому колебания атомов графена, к примеру, в 100 раз сильнее колебаний атомов кремния. Процесс взаимодействия нейтрино, и других частиц полей излучений невидимого спектра с ядром атома химического элемента получил название «когерентное упругое нейтрино-ядерное рассеяние (CEvNS)».


Упрощенная схема когерентного упругого рассеяния нейтрино на тяжелых ядрах. D. Akimov et. al. / Science

Учёные Neutrino Energy Group обнаружили, что, чередуя слои графена с кремнием и добавляя легирующие элементы, электроны в графене искажают свое движение в общем направлении, т.е. возникает постоянный электрический ток. Общий эффект заключается в том, что физики называют «косым рассеянием», когда облака электронов отклоняют свое движение в одном направлении. Один слой графена способен генерировать очень слабый ток, задача же состояла в том, чтобы создать технологию, которая работала бы устойчиво, а создаваемые на её основе источники постоянного тока имели бы компактные размеры. Задача была решена путём изготовления генерирующего наноматериала многослойным, таким образом, многократно был увеличен выходной ток и напряжение. Многослойный наноматериал наносится на одну сторону металлической0 фольги для сохранения его целостности. Покрытая сторона металлической фольги становится положительным полюсом, а непокрытая - отрицательным. Наличие положительного и отрицательного полюсов на электрогенерирующей пластине позволяет создавать источники электроэнергии различных выходных характеристик.

Разработка Neutrinovoltaic технологии электрогенерации является несомненно ценным научным достижением, а внедрение её на практике станет важным вкладом в создание автономной беэмиссионной энергетики будущего без централизованного электроснабжения в эпоху отказа от сжигания ископаемых природных ресурсов в целях энергогенерации.

Автор: Румянцев Л.К., к.т.н.


Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Нити из нескольких материалов могут служить искусственными мышцами

Многокомпонентные 3D-принтеры уже существуют, нить, которую они создают, обычно представляет собой один материал в любой точке процесса печати. Новая система производит настоящие нити из нескольких материалов, и они могут похвастаться потенциально очень полезной спиральной конструкцией.

Экспериментальная установка была разработана командой Гарвардского университета под руководством профессора Дженнифер Льюис, профессора Дэвида Кларка и докторанта Натали Ларсон. Его печатающая головка состоит из четырех отдельных картриджей, каждый из которых может содержать разные «чернила» (фотоотверждаемый вязкий печатный материал). Все четыре картриджа подаются в одно сопло, которое выдавлива...
21.01.23 15:00
0
1
Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона

Найден секретный ингредиент, помогающий самовосстановлению древнеримского бетона

Если пренебрегать современным бетонным сооружением в течение нескольких десятилетий, оно начнет разваливаться, а сооружения, построенные древними римлянами, по-прежнему остаются прочными спустя 2000 лет. Инженеры нашли включение, которое помогает древним бетонным трещинам самозалечиваться, и показали, как можно воссоздать рецепт, чтобы новые здания служили дольше.

Бетон является наиболее часто используемым строительным материалом в мире, но он не невосприимчивым к повреждениям. Погода и нагрузки могут привести к крошечным трещинам, затем перерасти в гораздо более крупные трещины, которые в конечном итоге угрожают целостности всей конструкции. Это может потребовать дорогостоящего обслуживания или замены, чтобы предотвратить катастрофические разрушения. Древ...
09.01.23 09:01
0
1
Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Умное устройство эффективно выделяет водород и литий из морской воды

Китайские исследователи продемонстрировали электролизер для морской воды, который работает так же эффективно, как коммерческий электролизер для пресной воды, в течение нескольких месяцев подряд, не разъедая себя до смерти. Также эти машины могут собирать литий.

Одна из проблем с возобновляемым источником водорода заключается в том, что он использует пресную воду, а поскольку четверть населения мира уже сталкивается с острой нехваткой воды по крайней мере один месяц в году, пресная вода становится все более исчерпаемым и ценным ресурсом. Таким образом, технологии, которые могут электролизовать водород из обильной морской воды, покрывающей большую часть пл...
18.12.22 20:45
0