Безэмиссионная энергогенерация Neutrinovoltaic на стадии внедрения
Текущая геополитическая обстановка складывается таким образом, что для государственной политики стран ЕС вопросы энергоснабжения стали абсолютно приоритетным. Не только страны-импортёры энергоресурсов оказались уязвимы перед перспективой сокращения поставок газа из России, одновременно в очередной раз доказана уязвимость существующих технологий электрогенерации как традиционной, так и альтернативной энергетики.
Незадолго до своей смерти известный физик Стивен Ульям Хокинг высказал предположение, что нейтрино — единственная надежда человечества на выход из грядущего энергетического кризиса, который грозит навсегда положить конец истории человеческого прогресса. Хотя нейтринное излучение не видимо человеческому глазу, оно является потенциально неограниченным источником энергии, и ученые сделали первые шаги к использования этого источника энергии в прикладных целях.
Прогресс, обозначившийся в последние годы в области исследования и создания новых наноматериалов, даёт многим учёным основание согласиться с мнением Стивена Хокинга о роли нейтрино в энергоснабжении в будущем и обоснованно предполагать, что новая эра энергетики будет опираться на использовании наноматериалов как в области производства электроэнергии, так и в области её доставки до потребителя с минимальными потерями.
Уровень развития науки и полученные знания позволяют уже сейчас воплотить в жизнь предсказания Стивена Хокинга. По крайней мере сейчас считается доказанным, что графен является материалом, позволяющим преобразовывать кинетическую энергию нейтрино и других частиц окружающих полей излучений в электрический ток. Безусловно, это не единодушное мнение учёного сообщества, многие учёные, соглашаясь с тем, что графен позволяет собирать энергию из окружающего пространства, предполагают, что это свойство графена является следствием исключительно теплового броуновского движения его атомов. Такое мнение возникло вследствие информации, опубликованной группой учёных University of Arkansas во главе с профессором Тибадо о том, что графен способен извлекать энергию из окружающего пространства.
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».
Однако группа под руководством профессора Тибадо не смогла предложить практическое применение этому открытию, так как учёными была зафиксирована крайне слабая генерируемая мощность, практическое применение которой невозможно. В отличие от группы профессора Тибадо, учёные компании Neutrino Energy Group под руководством Holger Thorsten Schubart направила свои исследования на решение вопросов, связанных именно с практическим использованием графена для нужд электрогенерации, отодвинув на второй план проведение фундаментальных научных исследований графена и механизма генерации электроэнергии. Экспериментальные работы были закончены в 2014 году, т.е. ещё задолго до публикаций профессора Тибадо, обеспечив тем самым абсолютное лидерство в этом направлении.
В отличие от мнения профессора Тибадо учёные Neutrino Energy Group сделали заключение о том, что графен генерирует электроэнергию не только за счёт теплового броуновского движения, но и под воздействием нейтрино и других частиц окружающих полей излучений. Данное утверждение нашло своё экспериментальное обоснование в публикациях коллаборации COHERENT в Ок-Риджской национальной лаборатории (США). Было обнаружено, что нейтрино низкой энергии участвуют в слабом взаимодействии с ядрами аргона. Этот процесс получил название когерентное упругое нейтрино-ядерное рассеяние (CEvNS). Нейтрино подобно теннисному шарику, налетающему на шар для боулинга, "ударяется" о большое и тяжёлое ядро атома и передаёт ему крошечное количество энергии. В результате ядро почти незаметно отскакивает, т.е. нейтрино низких энергий участвуют в слабых взаимодействиях с ядрами веществ.
Поскольку графен – это углерод, атомная масса которого легче атомной массы аргона, эффект взаимодействия нейтрино с ядрами углерода выражен сильнее, чем с аргоном, и приводит к увеличению амплитуды колебаний атомов графена (графеновых волн), вызванной в том числе тепловым броуновским движением. Таким образом, можно утверждать, что энергию нейтрино, которые падают на 1 см2 земной поверхности с интенсивностью 60 млрд. частиц в секунду, можно преобразовать в электрический ток, и такое преобразование не должно зависеть ни от погодных условий, ни от сезона и быть стабильным днём и ночью. Механизм передачи энергии от нейтрино низких энергий, а также любых других энергий, также происходит за счёт когерентного упругого нейтрино-ядерного рассеяния.
Компания Neutrino Energy Group решила не раскрывать результаты экспериментов до окончания всех научно-исследовательских и лабораторных исследований и получения патента на изобретение. Подобное решение было обосновано исключительной значимостью проводимых работ, а также их коммерческим характером, учитывая, что финансирование велось за счёт собственного капитала без дотаций государства, и только устойчивые положительные результаты экспериментов, которые были получены и обнародованы в 2014 году, привлекли постепенно интерес широкого круга инвесторов.
Созданный компанией Neutrino Energy Group источник электроэнергии Neutrino Power Cube позволяет устанавливать его непосредственно в месте потребления энергии, что исключает потерю мощности в электросетях. Тестовые образцы Neutrino Power Cube, разработанные в настоящее время совместно со швейцарской компанией, объединяют 7 электрогенерирующих модулей, вырабатывающих брутто-мощность 7 кВт*час, однако до 2 кВт*час генерируемой мощности идёт на собственные нужды, т.к. Neutrino Power Cube имеет несколько выходов с различными мощностными характеристиками как для постоянного тока, так и для переменного тока 220 В и 380 В, что приводит к потере мощности при преобразовании генерируемой энергии электроникой, т.е. гарантированная нетто-мощность такого источника электроэнергии составляет 5 кВт*час.
Геометрические размеры Neutrino Power Cube, включающие помимо 7 электрогенерирующих модулей, также элементы управления вместе с электроникой для преобразования генерируемого тока, позволяют легко разместить его внутри жилых помещений. По желанию заказчиков выходная мощность может быть увеличена путём подключения дополнительных электрогенерирующих модулей.
Holger Thorsten Schubart, математик и президент международного холдинга Neutrino Energy Group о принципе работы Neutrino Power Cube: «Электрогенерирующий модуль – это набор спрессованных электрогенерирующих пластин, размещенных в отдельном корпусе. Такая пластина – это металлическая фольга с нанесённым на одну сторону многослойным наноматериалом из чередующихся слоёв графена и легированного кремния. Покрытая сторона металлической фольги представляет собой положительный полюс, а непокрытая - отрицательный. Колебания атомов графена под воздействием броуновского движения усиливаются внешним воздействием окружающих полей излучений, включая поток нейтрино, что вызывает резонанс колебаний атомов графена, который снимается в виде постоянного электрического тока. Атомные колебания в резонансе позволяют усилить отдачу электронов при контакте с легированным кремнием. Графен является материалом, который преобразовывает тепловое броуновское движение атомов графена, а также кинетическую энергию частиц окружающих полей излучений, включая поток нейтрино, в электрический ток.»
Промышленное производство по выпуску источников электроэнергии Neutrino Power Cubes начнется в Швейцарии по лицензионному договору уже в 2023 году, что, учитывая нарастающие проблемы с энергоснабжением в ЕС, открывает практически безграничные перспективы для проекта Neutrinovoltaic.
Comments