Neutrinovoltaic наногенераторы – электромобилям нового поколения не потребуется зарядка
Переход на использование в качестве средства передвижения электромобилей – сегодня устойчивая тенденция развития транспортного сектора, которая, не в последнюю очередь, вызвана процессом неуклонного повышения среднегодовой температуры на Земле. Климатические катаклизмы текущего года, которые проявились практически во всем мире, сопровождающиеся засухами, смерчами, пожарами и ливневыми дождями со множеством человеческих жертв не оставляют времени как для долгих дискуссий, так и для выбора методов и способов ограничения выбросов парниковых газов. Природные катастрофы затронули буквально все регионы Земли и дальнейшие прогнозы климатологов крайне неблагоприятны.
Поспешные действия политиков по введению различных запретов и углеродных пошлин свидетельствуют об отсутствии на сегодняшнего день у мировых лидеров ясной программы: до сих пор не определены пути и методы перехода на экономику без углеродного следа, и, в первую очередь, это касается процесса энергоперехода на технологии без выбросов парниковых газов. Цель этих фискальных мер одна – заставить компании делать хоть что-то для минимизации выбросов, переходить на более чистые отработанные технологии, как, например, замена угольной электрогенерации на газовую, хотя все понимают, что такая радикальная задача не может быть решена в столь короткие сроки.
Основной источник выбросов от жизнедеятельности человека – теплоэлектростанции и транспорт, причём не только автотранспорт с ДВС, но и электромобили, поскольку их активное использование связано непосредственно с увеличением спроса на электроэнергию, которая вырабатывается при сжигании ископаемого топлива. Можно, конечно, утверждать, что растущий спрос на электроэнергию покрывается за счет солнечной энергетики, ветрогенераторов, атомной и гидроэнергетики, но текущий год показал, что это мнение не соответствует реальности. Солнечная энергетика и ветрогенераторы не в состоянии заменить электрогенерацию на основе сжигания ископаемого топлива в полном объёме ввиду неоспоримой зависимости от погодных условий и нестабильного пилообразного процесса выработки электроэнергии, хотя они, безусловно, и занимают определённую долю в энергобалансе многих стран и стали основой альтернативной энергетики.
Но этого явно недостаточно, необходимы новые технологии для реализации электрогенерации без углеродного следа на фоне увеличивающегося спроса на электроэнергию, который, по мнению специалистов, к 2050 году увеличится в 2 раза, в том числе за счёт выпускаемой сейчас концепции электромобилей.
По словам профессора Р. Штрауса, физика и научного консультанта Neutrino Energy Group, долгое ожидание процесса зарядки является одной из основных причин, почему электромобильность ещё не получила признания, хотя сейчас уже активно разрабатываются системы для быстрой зарядки электромобилей. Но десятки миллионов электромобилей потребуют заправки размером с футбольное поле с бесчисленными зарядными станциями. Сегодняшних станций зарядки на автомагистралях будет недостаточно. Где выход?
Современная наука даёт сегодня альтернативу, которая работает и без зарядных станций, без проблем ограниченной дальности пробега и без выбросов CO2. Речь идёт в первую очередь о разработке нового способа электрогенерации, осуществлённой международной командой учёных и инженеров под руководством Holger Thorsten Schubart.
Neutrinovoltaic технология базируется на изготовлении наногенераторов постоянного электрического тока, которые, будучи размещёнными в корпусах различного оборудования и приборов, полностью обеспечивают их необходимым электропитанием. Neutrinovoltaic наногенераторы преобразовывают электромагнитные излучения невидимого спектра природного и искусственного происхождения в постоянный электрический ток. Способность получить электроэнергию из электромагнитных волн – совершенной новое технологическое решение для сферы энергообеспечения. Согласно теории Максвелла, причиной возникновения электромагнитных волн является ускоренное движение электрических зарядов. Neutrinovoltraic технология позволила создать наноматериал, который преобразовывает энергию электрических зарядов в электрический ток. Наноматериал, созданный немецко-американской компании Neutrino Energy Group, представляет собой чередующиеся слои графена и легированного кремния суммарной толщиной 10-20 нанометров, наносимых на металлическую фольгу. Графен был выбран не случайно, т.к. он имеет гексагональную (шестиугольную) кристаллическую решётку: это одноатомный слой углерода и относится к 2D материалам. Однако сильные колебания атомов графена (в 100 раз выше, чем, например, в кремнии) в результате такого строения кристаллической решётки приводят к появлению так называемых «графеновых волн» или «ряби», т.е. когда соседние области чередуются между вогнутой и выпуклой кривизной. Чем сильнее воздействие энергетических и тепловых полей, тем сильнее колебания атомов графена, а значит, частота и амплитуда колебаний «графеновых волн». Теоретические исследования дают объяснение, что источником этого процесса является электрон-фононная связь, поскольку она подавляет жесткость длинноволнового изгиба и усиливает вне плоскостные флуктуации. Современные микроскопы с большим разрешением позволяют видеть «рябь» графена. Графен имеет чрезвычайно высокую плотность электрического тока (в миллион раз больше, чем у меди) и рекордную подвижность носителей зарядов. В графене каждый атом связан с 3 другими атомами углерода в двухмерной плоскости, при этом один электрон остается свободно доступным в третьем измерении для электронной проводимости.
Neutrinovoltaic наногенераторы имеют компактные габаритные размеры, которые позволяют инкорпорировать их практически для любых изделий, но особенно ценным видится их использование для создания самозаряжающихся электромобилей. В недалеком будущем каждый легковой и грузовой автомобиль может быть оснащен нейтринными энергетическими ячейками, которые могут преобразовывать энергию от любого вида излучения. Только для повышенной потребности в энергии, таких ситуациях, как обгон, быстрое ускорение или движение в гору, будут задействованы небольшие батареи в качестве буфера, которые заряжаются непосредственно в периоды низкого потребления энергии, например, когда автомобиль стоит или во время торможения. Даже самолеты могут использовать эту технологию, чтобы летать без авиатоплива, потому что вся избыточная энергия, которая генерируется от этой технологии, как и при использовании фотоэлектрической энергии, может быть преобразована в водород. Neutrino Energy Group уже приступила к практическим шагам для выпуска электромобилей с установленными наногенераторами, назвав свой проект – Pi-Car. Первый завод по их выпуску будет размещён в Германии
Хольгер Торстен Шубарт, генеральный директор Neutrino Energy Group комментирует: «Наши ученые прилагают все усилия, чтобы добиться в самые короткие сроки внедрения на практике инновационной технологии Neutrinovoltaic как для Pi-Car электромобилей, что поможет бороться с нынешней катастрофической ситуацией, вызванной СО2 выбросами, так и для любой формы не только мобильного, но и стационарного её использования.»
Реальным и обоснованным видится основной вектор развития Neutrino Energy Group к достижению «чистого» без эмиссионного и автономного электроснабжения вместо расширения и эксплуатации крупномасштабных энергетических сетей. Энергоснабжение должно стать децентрализованным, например, путем оснащения каждого транспортного средства и, в конечном итоге, каждого домашнего хозяйства собственным нейтринным наногенератором.
Comments