Графен – основной материал для получения бесконечной и чистой энергии
Стремление - получить источник чистой и безграничной энергии не новый тренд - эта мечта существует ровно столько, сколько живет сам человек. Столетиями энтузиасты и изобретатели бились безуспешно над решением этой проблемы. Предыдущие поколения учёных и изобретателей не смогли приблизиться к решению этой задачи, поскольку процесс получения энергии должен подчиняться физическим законам, энергия не может возникнуть ниоткуда. Накопленные человечеством знания вплоть до 21 века не позволяли даже теоретически составить модель генерирующего устройства. Учёные предполагали, что в окружающей среде существует достаточное количество энергии, но как её получить не понимал никто.
В начале 21 века появились знания, которые приблизили человечество к получению экологически чистой и безграничной энергии, эти знания связаны с получением новейших наноматериалов, способных генерировать электроэнергию. Лидером в этом списке по достоинству следует считать графен.
Присуждение Андрею Гейму и Константину Новосёлову Нобелевской премии по физике в 2010 году за «передовые опыты с двумерным материалом — графеном» открыло широкое поле для его использования в различных областях науки и техники. Лауреатам удалось «продемонстрировать, что монослойный углерод обладает исключительными свойствами, которые проистекают из удивительного мира квантовой физики», отметили в Нобелевском комитете.
Обладая такими особенными свойствами, как высокая электро- и теплопроводность, прочность, пластичность, графен находит самое широкое применение в различных изделиях. Но особенно перспективной является идея использования его для нужд систем электрогенерации. Именно применение графена в качестве одного из компонентов электрогенерирующего материала является «золотым ключом» к получению источника чистой и безграничной энергии.
Основное свойство графена, которое позволяет его использовать для генерации электрического тока, - это повышенные колебания его атомов. Сейчас в научном мире считается доказанным, что графен не может существовать в 2D-плоскости, а только в 3D-плоскости. Группа ученых из University of Arkansas провела исследование графена, нанесённого на пластину меди. Они наблюдали за изменениями положения атомов с помощью сканирующего туннельного микроскопа. Было сделано удивительное и очень значимое открытие — в графене возникала волна, подобно волнам на поверхности моря, возникающая из-за комбинации небольших спонтанных движений и приводящая к появлению более крупных спонтанных движений. Тепловое смещение (броуновское движение атомов) одного атома, суммируясь с тепловыми смещениями других атомов, вызывает появление поверхностных волн с горизонтальной поляризацией, известных в акустике как волны Лява. Из-за особенностей кристаллической решётки графена его атомы колеблются как бы в тандеме, что отличает подобные движения от спонтанных движений молекул в жидкостях.
В интервью журналу Research Frontiers профессор Тибадо (University of Arkansas) констатировал: «Это ключ к использованию движения 2D-материалов в качестве источника неиссякаемой энергии. Тандемные вибрации вызывают рябь в листе графена, что позволяет извлечь энергию из окружающего пространства, используя новейшие нанотехнологии».
Несмотря на важнейшее значение фундаментальных теоретических работ, представленных учёными из Университета Арканзаса, на первом месте всё же стоит прикладное использование графена в системах генерации электрического тока. И в этом аспекте опубликованные работы и проведенные практические испытания немецко-американской компании Neutrino Energy Group прочно закрепили за ней лидирующие позиции в мире в использовании графена в качестве одного из компонентов материала генераторов постоянного электрического тока.
В этой связи необходимо чётко осознавать, что когда речь идёт о чистой и безграничной энергии, то понятие «безграничная энергия» – чисто условное определение. Речь идёт о создании генераторов электрического тока, которые способны работать круглосуточно и круглогодично вне зависимости от изменения внешних условий. Именно над созданием таких автономных миниэлектростанций с различными выходными характеристиками и работает Neutrino Energy Group. Цель работы заключается в том, что каждый прибор, нуждающийся в электропитании, должен иметь встроенный источник электроэнергии, т.е. таким приборам не нужно подключаться к сети централизованного электроснабжения.
Такой блок питания будет иметь индивидуальные габаритные размеры и выходные характеристики и состоять из набора платин с нанесённым на них многослойным нанопокрытием, состоящим из чередующихся слоёв графена и легированного кремния. Размер таких пластин и их количество определяют выходную мощность такого генератора постоянного тока. Суть изобретения заключается в том, что воздействие различных излучений на графен приводит к увеличению его атомных вибраций, переходящих в резонанс, а графеновые волны, ударяются в слои легированного кремния. Постоянный электрический ток снимается с металлической фольги, на которую и наносится многослойный наноматериал.
Чувствительность вибрирующей системы, созданной Neutrino Energy Group, настолько высока, что позволяет преобразовывать не только электромагнитные излучения природного и искусственного происхождения, но и высокоэнергетические космические нейтрино. Микрогенераторы постоянного тока от компании Neutrino Energy Group – это реальный шаг к созданию независимого автономного электроснабжения не только отдельных электроприборов, но и генераторов постоянного тока для энергоснабжения отдельных домов и электромобилей.
Автор: Румянцев Л.К., к.т.н.
