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!
1
Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Исследование исключает первичные черные дыры как кандидатов в темную материю

Первичные черные дыры — удивительные космические тела, которые активно исследуются астрофизиками всего мира. Исходя из названия, это черные дыры, которые появились на заре существования Вселенной, менее чем через секунду после Большого взрыва.

Теоретическая физика предполагает, что за долю секунды до образования Вселенной пространство не было полностью однородным, поэтому более плотные и горячие области могли коллапсировать в черные дыры. В зависимости от того, когда именно они образовались в течение этой доли секунды, эти первичные черные дыры могли быть очень разной массы и связанными с ней характеристиками.Некоторые физики-теоретики ...
02.12.22 09:01
0
0
Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Исследование Йельского университета раскрывает потенциальную причину болезни Альцгеймера

Ученые из Йельского университета обнаружили упускаемый из виду механизм, который может стоять за симптомами болезни Альцгеймера. Команда указала на небольшие опухоли на аксонах возле бляшек, которые накапливаются в мозгу, и определила белок, который может быть биомаркером для раннего выявления заболевания, а также мишенью для будущих методов лечения.

В течение десятилетий преобладающая гипотеза о причине появления болезни Альцгеймера, вращалась вокруг амилоидных бляшек — запутанных скоплений белка бета-амилоида. Их накопление в мозгу пациентов с деменцией постоянно наблюдается с тех пор, как Алоис Альцгеймер впервые изучил ее более века назад. И ученые сосредоточили бы большую часть исследований на уменьшении и удалении этих бляшек, но, к сож...
01.12.22 10:16
0
-1
Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Астрономы запечатлели планету размером с Юпитер, вращающуюся вокруг солнцеподобной звезды

Согласно наиболее распространенной теории, планетные системы формируются из больших облаков пыли и газа, образующих диски вокруг молодых звезд. Со временем диски срастаются, образуя планеты разного размера, состава и расстояния от своей звезды.

За последние несколько десятилетий наблюдения в среднем и дальнем инфракрасном диапазоне привели к открытию дисков обломков вокруг молодых звезд (возрастом менее 100 миллионов лет). Это позволило астрономам изучить планетарные системы в их ранней истории, что дало новое представление о том, как системы формируются и развиваются. Это включает в себя инфракрасный сферический обзор для консорциума э...
30.11.22 20:17
0
0
Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания меняет направление нефтяной вышки для хранения углерода

Дания продвигается вперед с проектом Greensands - инициативой, которая позволит перекачивать огромное количество уловленного углерода на нефтяную вышку в Северном море и закачивать его, чтобы изолировать в формациях песчаника, которые когда-то содержали нефть и газ.

После получения в декабре прошлого года крупнейшего разового гранта в истории Дании (около 26 миллионов евро (27 миллионов долларов США) руководитель проекта Ineos Energy привлек британскую инженерно-консалтинговую компанию Kent для «проведения скрининговых исследований, охватывающих цепочку создания стоимости CCS от береговых участков улавливания, сжижения, берегового хранения, транспортировки и ...
29.11.22 20:01
0
-1
«Химические нейроны» находят и обрабатывают данные, хранящиеся в ДНК

«Химические нейроны» находят и обрабатывают данные, хранящиеся в ДНК

Ученые экспериментировали со способами использования ДНК в качестве носителя данных, но трудно извлекать записанные на нее данные и манипулировать ими. Теперь команда разработала «химические нейроны», которые могут проводить вычисления с данными, хранящимися в ДНК, и легко считывать ответы.

Современные системы хранения данных могут впечатлять, но, как и во многих других случаях, природа сделала это намного эффективнее, чем все, чего мы достигли. Один грамм ДНК может хранить до 215 миллионов ГБ данных, что теоретически означает, что содержимое всего Интернета может храниться в чем-то размером с обувную коробку. Более того, при правильных условиях ДНК может существовать тысячи или даже...
28.11.22 07:46
0
1
Шелк шелкопряда, подвергнутый химической ванне, на 70% прочнее паучьей паутины

Шелк шелкопряда, подвергнутый химической ванне, на 70% прочнее паучьей паутины

Как один из самых прочных материалов, известных науке, паутина регулярно оказывается в центре захватывающих инженерных прорывов, и новое исследование, включающее быструю химическую ванну, может вывести это исследование на новый уровень.

Ученые разработали новый метод обработки шелка тутового шелкопряда, который меняет его состав и повышает производительность, при этом конечный продукт обладает на 70% большей прочностью, чем паучья паутина.Ученые работают над воспроизведением невероятных свойств паучьего шелка интересными способами. Разведение пауков для производства материала в больших количествах — одна из возможностей, но их те...
09.10.22 11:47
0
1
Нобелевская премия по физике присуждена исследователям квантовой запутанности

Нобелевская премия по физике присуждена исследователям квантовой запутанности

Нобелевская премия по физике 2022 года была присуждена трем ученым за их работу в области новаторской квантовой информатики. Ален Аспе, Джон Ф. Клаузер и Антон Цайлингер провели одни из первых экспериментов с запутанными фотонами, открыв будущее для коммерческих квантовых компьютеров.

Жуткий мир квантовой физики предсказывает несколько неожиданных странностей, включая квантовую запутанность. Это состояние позволяет двум частицам настолько переплестись друг с другом, что изменения, внесенные в одну, мгновенно повлияют на другую, независимо от того, насколько далеко они друг от друга. Эта идея обеспокоила даже Эйнштейна, который утверждал, что квантовая физика является «неполной...
05.10.22 07:18
0
0
Самой белой краской в мире теперь может покрывать автомобили и самолеты

Самой белой краской в мире теперь может покрывать автомобили и самолеты

В прошлом году инженеры из Университета Пердью использовали свой опыт в области материаловедения для производства самой белой в мире краски, способной отражать около 98% падающего солнечного света и, следовательно, обладающей большим потенциалом, когда речь идет об энергоэффективности зданий.

Команда внесла некоторые изменения в рецепт и выпустила более тонкую и легкую версию, которая, по их словам, идеально подходит для использования в автомобилях, поездах и самолетах. Первоначальная версия ультрабелой краски обязана своей исключительной способностью отражать солнечный свет включению сульфата бария - химического соединения, используемого в фотобумаге и косметике. Он был добавлен в см...
05.10.22 07:02
0