Создана технология преобразования энергии электромагнитных излучений в электроэнергию

04.06.2021 17:19

Цифровизация, автоматизация производственных процессов, отказ от использования ископаемого топлива в среднесрочной перспективе и массовый переход к электромобильности – все эти процессы требуют разработки и массового внедрения новых способов получения энергии. Neutrinovoltaic технология немецко-американской компании Neutrino Energy Group, промышленное освоение которой планируется начать в ближайшие 1-2 года, позволяет создать распределённую систему электроснабжения.

Отличие предлагаемой системы электрогенерации от известных в настоящее время заключается в том, что она предусматривает размещение источников постоянного тока, созданных на основе Neutrinovoltaic технологии, внутри корпусов изделий, которым требуется для работы электроэнергия, что отменяет необходимость их подключения к системе централизованного электроснабжения. Это очень важное преимущество для решения вопросов энергоснабжения в удалённых поселениях.

В основу технологии положено использование графена, способность которого получать электроэнергию из окружающей среды, многократно доказана в процессе лабораторных испытаний, а материалы опубликованы в печати. Однако прикладное применение графена для потребностей электрогенерации затруднялось слишком низкой выходной мощностью, получаемой с единицы поверхности. Эта задача была успешно решена коллективом учёных компании Neutrino Energy Group во главе с научным руководителем Holger Thorsten Schubart. В результате многолетних экспериментов был создан многослойный наноматериал, состоящий из чередующихся слоёв графена и легированного кремния, нанесённых на металлическую фольгу.

Почему важна именно толщина материала, наносимого на металлическую фольгу методом парового осаждения? Это объясняется прежде всего величиной колебания атомов графена. Было выяснено, что при результирующей толщине 10-20 нанометров колебания атомов графена имеют максимальные показатели. Важной особенностью графена является и то, что он, относясь к 2D материалам, способен устойчиво существовать только показывая свойства 3D материала. Такое свойство графена определяется его кристаллической решёткой, которая является шестиугольной, и колебания атомов вызывают «графеновую волну», которая наблюдается в микроскоп с сильным разрешением. Внешнее воздействие различных энергетических полей, включая воздействие нейтрино, а также температура, накладывается на внутреннюю частоту атомных вибраций и приводит к резонансу атомных вибраций, что многократно увеличивает параметры тока. Добавление легирующих элементов приводит к появления эффекта «косого рассеяния», когда облака электронов подвергаются определённому воздействию, и эта сила заставляет электроны графена течь в одном направлении, т.е. происходит генерация постоянного электрического тока.

Долгое время был непонятен механизм взаимодействия нейтрино с графеном. С одной стороны, неоспоримым считался тот факт, что нейтрино обладает сверхпроникающей способностью, не взаимодействует с веществом и прошивает Землю насквозь, не встречая препятствий. С другой стороны, регистрирующие приборы при проведении испытаний генерирующей пластины в бетонном бункере, на глубине 30 м и в клетке Фарадея показывали наличие электрического тока. Лист фольги размером A-4, покрытой специальным плотным слоем легированных наночастиц, в таких условиях обеспечивал стабильную выходную электрическую мощность 2,5-3,0 Вт.

Противоречие было объяснено опубликованными результатами экспериментов COHERENT в лаборатории Ок-Ридж (США), доказавших, что нейтрино низких энергий участвуют в слабых взаимодействиях с ядрами веществ. Аналогичную модель взаимодействия нейтрино с атомами графена можно принять в качестве теоретического обоснования схемы конвертации энергии нейтрино в постоянный электрический ток. Учитывая, что поток нейтрино, прошивающих Землю велик, около 60 млрд. частиц в секунду через 1 см2 земной поверхности, взаимодействие даже крайне небольшой части нейтрино с многослойным наноматериалом даёт существенный вклад в суммарную величину генерируемого постоянного тока.

Большим преимуществом, например, относительно солнечной генерации является независимость от погодных условий, а также отсутствие необходимости размещать генерирующие пластины на больших площадях. Наоборот, генерирующие пластины размещаются одна над другой и спрессовываются, что обеспечивает надёжное последовательное соединение пластин в генерирующей ячейке. Несколько генерирующих ячеек, составляющих источник тока, соединяются друг с другом последовательно и/или параллельно до получения необходимых показателей по току и напряжению.

NEUTRINO POWER CUBE®, предназначенный для производства электроэнергии мощностью от 4,5 до 5,5 кВт/час, будет иметь компактный размер «дипломата». Neutrinovoltaic технология позволяет создавать источники тока различной мощности и геометрических размеров различного назначения от мобильных телефонов до электроснабжения домов. Размещение таких источников тока внутри корпусов электромобилей избавит водителей от необходимости зарядки на зарядных станциях, что сделает электромобиль более привлекательным для потребителя по сравнения с автомобилем с ДВС.

Neutrino Energy Group, заручившись поддержкой одного из самых компетентных в области новых материалов и технологий научных центров – C-MET (Индия), работает над созданием в Германии исследовательской лаборатории, тестового и демонстрационного центра и собственных производственных мощностей по выпуску электромобилей Pi-Car с автономной электрогенерирующей установкой на базе Neutrinovoltaic технологии., с целью максимально быстрого выхода технологии на мировой рынок и внедрения её в промышленные процессы мировой экономики.

Источник