Новая технология электрогенерации на основе графена

В настоящее время многие люди понимают, что, несмотря на текущую ситуацию в Европе, автономные системы электроснабжения позволяют их собственникам не опасаться получения счетов за электроэнергию с большими суммами к оплате.

Целесообразность исследований автономных систем электроснабжения

Сложившаяся ситуация становится выгодной для компаний, которые помимо дров, паллет и угля предлагают гражданам генераторы тепла и энергии. Они работают с использованием мазута, дизельного топлива и солнечных панелей. Применение первых двух компонентов способствует выбросу углекислого газа, а это противоречит провозглашенному курсу ЕС на уменьшение объемов выброса парниковых газов. Установка солнечных панелей является целесообразной с экономической точки зрения, если в регионе преобладают солнечные дни в течение года. В зимний период эффективность генерации значительно сокращается. По этим причинам нужно исследовать автономные системы, которые не связаны с использованием ископаемых видов топлива и не зависят от природных факторов.

Развитие энергетической отрасли в условиях кризиса предполагает разработку методов генерации электроэнергии, в основе которых лежит применение новейшего материала. Текущее положение доказало, что западные государства уязвимы в области энергетики, но вместе с тем была выявлена необходимость ускорить развитие новых технологий выработки электроэнергии. На сегодняшний день в энергетике функционируют мощности, изобретенные более 60 лет назад.

Сегодня большинство научных исследований связано с преобразовательным процессом солнечных частиц, падающих на планету. Работа в этом направлении считается довольно перспективной, поскольку появляются новые материалы. Именно генерация экологичного энергетического ресурса с применением современных методов станет новым витком прогресса.

Графен как источник электроэнергии

Графен — это материал, который обладает такими свойствами, как прочность, теплопроводность, электропроводимость. Область применения графена достаточно широка. Его используют для теплоотводящих поверхностей высокой эффективности, аккумуляторов, резонаторов, каналов умножения электронов в наноэлектронных устройствах, сорбентов большой ёмкости.

На сегодняшний день ученые не сомневаются, что графен способен вырабатывать электроэнергию под влиянием разных типов излучения. Сотрудники в Массачусетском технологическом институте соединили графен и нитрид бора. Так, используя терагерцовые волны, они получили постоянный электрический ток. Учеными было обнаружено, что чем сильнее уровень энергии терагерцовых волн, тем больше образуется электрического тока. Затем исследователями был разработан проект терагерцового выпрямителя. Установка работает следующим образом: квадрат графена помещается на слой нитрида бора и помещается внутрь антенны; она собирает и концентрирует излучение терагерцовых волн, усиливает его сигнал. Так происходит преобразование излучения в электроэнергию.

Однако главным разработчиком методики выработки энергии является компания Neutrino Energy Group. Научный сотрудник Holger Thorsten Schubart с командой ученых являются разработчиками многослойного наноматериала. В этом материале слои графена чередуются с легированным кремнием, который нанесен на металлическую фольгу. Атомы графена движутся, и под воздействием кинетической энергии невидимого излучения происходит генерация электрического тока. Оптимальным вариантом является наличие в материале 12 слоев графена и кремния.

Различными авторами была опубликована информация о том, что использование одного слоя графена генерирует энергию малой мощности. По этой причине исследования не нашли практического применения. Именно разработка многослойного материала позволило применять графен для генерирования энергии в промышленных масштабах. Например, использование металлической фольги А-4с при многослойном покрытии позволяет генерировать электроэнергию мощностью 3Вт, при этом фольга с покрытием имеет положительный заряд, а без него — отрицательный. Этот фактор дает возможность, используя соединение пластин, достигнуть необходимых силы тока и напряжения.

Особенности Neutrinovoltaic технологии

Новая технология генерации дает возможность получать энергию в круглосуточном режиме независимо от способа размещения энергетических ячеек. Согласно Neutrinovoltaic технологии источники тока, состоящие из ряда модулей, генерирующих энергию, находятся в отдельном корпусе. Установка обладает существенным плюсом: можно регулировать уровень мощности источников тока до требуемых показателей силы тока и напряжения.

На 2023-ий год в Швейцарии запланировано осуществление лицензионной генерации электрической энергии с мощностями 5-10 кВт и уровнем напряжения 220В и 380В в промышленных масштабах. Без сомнения, это будет инновационный и прогрессивный процесс генерирования электрической энергии. Так начнется новый виток развития энергетической отрасли.