"ENERGY NEUTRINO" - bezmaksas elektroenerģijas ražošanas tehnoloģija

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Saistībā ar globālajām klimata pārmaiņām pēdējo desmitgažu laikā, ko cita starpā izraisījis cilvēka bezatbildīgs un tuvredzīgs dzīvesveids, jautājums par jaunu tehnoloģiju attīstību un jaunu materiālu radīšanu, kas nodrošina ne tikai komfortablu dzīvi cilvēkam., bet arī var radikāli samazināt cilvēka dzīves negatīvo ietekmi uz savu biotopu.

Cilvēka darbības ietekme uz klimatu ir daudzkomponentu un ļoti sarežģīts temats, kas ietver gan cilvēku radīto atkritumu apglabāšanu, gan atteikšanos no fosilā kurināmā dedzināšanas, lai ražotu elektroenerģiju un izmantotu to iekšdedzes dzinējiem.

Zinātnieku aprindās jau sen ir notikušas diskusijas par to, cik reāla ir elektroenerģijas ražošana no kosmiskām neitrīno daļiņām. Viena puse pozitīvi apgalvo, ka kosmisko neitrīno plūsma caur Zemes virsmu ir stabila dienā un naktī neatkarīgi no laikapstākļiem un gadalaika, un, ja zinātnieki ir iemācījušies iegūt elektrību no redzamā starojuma spektra (saules gaismas), tad ir iespējams iegūt strāvu no neredzamā starojuma spektra (piemēram, kosmiskajiem neitrīniem) vai cita veida starojuma. Un jautājums ir tikai par jaunu materiālu radīšanu, kas ļautu neitrīno enerģiju pārvērst elektriskā strāvā.

Pesimisti apgalvo, ka, lai gan Nobela prēmija fizikā tika piešķirta 2015. gadā par pierādījumu tam, ka neitrīniem ir masa, šī masa ir ļoti maza (daudz vieglāka nekā elektroniem). “Ja mēs postulējam, ka enerģiju var iegūt no neitrīno, tad rodas divi jautājumi: par kādu cenu un vai tas būs praktiski? Vienkārši sakot, ir jāpierāda tehniskā un ekonomiskā iespējamība, saka profesore Jehija Kalila no Jēlas universitātes, ASV un pētniece Oksfordas Universitātē, Apvienotajā Karalistē. Viņam pievienojas Žaks Roturjē no Bordo Universitātes – “Ledus kuba eksperiments ir vēl viens lielisks demonstrējums ārkārtīgi mazajai neitrīno mijiedarbībai ar vielu. Jā, šajā procesā tiek pārnesta daļa enerģijas. Bet nav iespējas iegūt pietiekami daudz enerģijas, lai ražotu elektrību pat vienas olas pagatavošanai. Bet vai zinātnieku teorētiķiem, kas galvenokārt pēta neitrīno fizikas pamatus, nevis to pielietojumus, ir taisnība?

Jāatzīmē, ka pēdējos gados ir parādījies daudz publikāciju, kas apraksta par šo tēmu veiktos pētījumus. Un, analizējot dažādu valstu zinātnieku publikācijas, mēs varam secināt, ka veids, kā izmantot kosmiskos neitrīnus enerģijas iegūšanai, ir materiālu ar paaugstinātu atomu vibrāciju radīšana. Rakstā Nature ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) profesore Vanesa Vuda un viņas kolēģi skaidro, kādi procesi izraisa atomu vibrācijas, kad materiāli tiek nanoizmērā, un kā šīs zināšanas var izmantot, lai sistemātiski izstrādātu nanomateriālus dažādiem lietojumiem. Publikācijā norādīts, ka, ražojot materiālus, kuru izmērs ir mazāks par 10–20 nanometriem, tas ir, 5000 reižu plānāki par cilvēka matu, ārējo atomu slāņu vibrācijas uz nanodaļiņu virsmas ir lielas un tām ir liela nozīme materiāls uzvedas. Visi materiāli sastāv no atomiem, kas vibrē. Šīs atomu vibrācijas jeb "fononi" ir atbildīgi par to, kā materiālos tiek pārnests elektriskais lādiņš un siltums.

Vienlaikus vislielāko uzmanību piesaista grafēna nanostruktūru izmantošana jaunu tehnoloģiju izveidē. Bet, lai labāk izprastu mūsdienu materiālus, piemēram, grafēna nanostruktūras un uzlabotu tos ierīcēm opto-, nano- un kvantu tehnoloģijās, ir svarīgi saprast, kā fononi - atomu vibrācija cietās vielās - ietekmē materiālu īpašības. Tikko publicētais darbs liecina, ka zinātnieki no Vīnes Universitātes, Japānas Uzlabotā zinātnes un tehnoloģiju institūta (AIST), JEOL un Romas La Sapienza universitātes ir izstrādājuši paņēmienu, kas var izmērīt visus nanostrukturētā materiālā esošos fononus. Tādējādi viņi pirmo reizi spēja noteikt visus autonomā grafēna vibrācijas režīmus, kā arī dažādu vibrācijas režīmu lokālu izplešanos grafēna nanošķiedrās. Šī jaunā metode, ko viņi sauca par "liela q kartēšanu", paver pilnīgi jaunas iespējas telpiskās un impulsīvās fononu izplešanās noteikšanai visos nanostrukturētajos, kā arī divdimensiju mūsdienu materiālos. Šie eksperimenti paver jaunas iespējas vietējo vibrācijas režīmu izpētei nanometru skalā līdz konkrētiem monoslāņiem.

Shematisks lokālo režģa vibrāciju attēlojums grafēnā, ko ierosina pārraidīto ātro elektronu viļņu fronte. (Attēla kredīts: © Ryosuke Senga, AIST)

Tomēr zinātnieki no Neutrino Energy grupas vācu matemātiķa un uzņēmēja Holgera Šubarta vadībā ir guvuši vislielāko progresu jaunāko sasniegumu praktiskajā ieviešanā attiecībā uz materiāliem, kuru pamatā ir grafēns enerģijas ražošanai. Izmantojot daudzu gadu teorētisko un praktisko attīstību, tika izveidots daudzslāņu pārklājuma materiāls ar nanomēroga biezumu uz leģēta grafēna un silīcija bāzes, kas spēj radīt līdzstrāvu ne tikai kosmisko neitrīno, bet arī cita veida starojuma, piemēram, elektrosmoga, ietekmē. piemēram. Pārklājuma slāņu dopings tika veikts, lai palielinātu atomu vibrācijas.

Kosmisko augstas enerģijas neitrīno un cita starojuma ietekmē tiek pastiprinātas atomu vibrācijas, izraisot rezonansi, kas tiek pārnesta uz metāla foliju, un iegūtā enerģija tiek pārvērsta elektroenerģijā. Turklāt, lai pārietu no atomu vibrācijām uz rezonansi, pietiek ar ļoti maz enerģijas saņemšanu no kosmiskajiem neitrīniem, pateicoties radītajam daudzslāņu novatoriskajam materiālam.

Attiecībā uz iepriekš minētajiem profesora Jehijas Kalilas komentāriem Neutrino Energy Group Zinātniskā padome atzīmē sekojošo: “Mūsu aplēses liecina, ka šāda veida enerģijas ražošanas izmaksas būs ievērojami mazākas par 50% no cita veida enerģijas ražošanas izmaksām. enerģija un patiešām lielā rūpnieciskā mērogā daudz izdevīgāk.

Turklāt barošanas avots ir ļoti kompakts un neprasa ekspluatācijas un uzturēšanas izmaksas. Piemēram, A-4 izmēra folijas loksne, kas pārklāta ar īpašu blīvu leģētu nanodaļiņu slāni, nodrošina stabilu izejas elektrisko jaudu laboratorijas apstākļos 2,5-3,0 W. NEUTRINO POWER CUBE®, kas paredzēts elektroenerģijas ražošanai ar jaudu no 4,5 līdz 5,5 kW / h, būs kompakts "diplomāta" izmērs.

Darbības principu var salīdzināt ar fotoelementiem, kur gaisma (redzamā starojuma spektrs) tiek pārvērsta enerģijā. Galvenā NEUTRINO POWER CUBE® priekšrocība un atšķirība ir tajā, ka enerģiju var radīt nepārtraukti 24 stundas diennaktī, jo fona starojums (neredzamais starojuma spektrs) sasniedz Zemi pat pilnīgā tumsā.

Šādi izmēri un izvades dati ļauj Neutrino Power Cube® neitrīno strāvas avotu plaši izmantot dažādās ierīcēs un iekārtās, līdz pat izmantošanai elektriskajos transportlīdzekļos un rūpnieciskajā elektroenerģijas ražošanā.

Komentējot spraigās debates zinātnieku aprindās un presē, Neutrino Energy Group izpilddirektors Holgers Šubarts kritizē to, cik lielā mērā sabiedrība paliek tumsā, neskatoties uz to, ka pašreizējais zināšanu līmenis neitrīno daļiņu fizikas jomā piedāvā reālas iespējas. mūsdienu problēmu risināšanai ar pilnīgi jaunām pieejām … "Neredzamā starojuma spektra daļiņas noteikti spēj nodrošināt cilvēkus ar vairāk enerģijas dienu no dienas nekā jebkurš no izsīkstošajiem fosilajiem resursiem visā pasaulē," saka uzņēmuma zinātnieki. Pēc viņu domām, pašreizējiem pētījumiem būtu jākoncentrējas uz šo milzīgo enerģijas lauku virs mums, kas mums būs jāizmanto nākotnē, nevis jāturpina "rakt zemi".

Neskatoties uz to, ka Neutrino Energy Group ir Vācijas un Amerikas pētniecības alianse, Holgers Šubarts kritizē situāciju Vācijā: “Vācija atpaliek globālajā lietišķajā pētniecībā. Vācijas pētniecības vidē nozīmīgi atklājumi neitrīno fizikas jomā vēl nav nonākuši – atšķirībā no ASV un daudzām citām pasaules valstīm, kur tie jau pieder pie atzītām zināšanām. Protams, būtu interesanti uzzināt, no kurienes nāk neitrīni, un, protams, ir ļoti interesanti dokumentēt neitrīno kustības Dienvidpolā - praktiski otrā pasaules malā - un dažreiz "noķert" vismaz vienu daļiņa, bet TAS NEDRĪKST būt prioritāte, izmantojot miljonus "Pētniecība" nozīmē - zinātnes patieso mērķi nedrīkst aizmirst - šis mērķis, pēc Šubarta domām, ir meklēt un iegūt praktiskas zināšanas, lai padarītu pasauli labāku vietā, un šajā konkrētajā gadījumā, lai rastu iespēju izmantot augstas enerģijas neredzamo saules un kosmiskā starojuma spektru enerģijas iegūšanai.

Sīkāku informāciju var iegūt: