Авторизация
Логин:
Пароль:
Регистрация
Восстановление пароля
   



Новые книги

Сланцевая Америка. Энергетическая политика США и освоение нетрадиционных нефтегазовых ресурсов
В книге описаны и проанализированы перемены, происходящие в энергетике США в результате того, что получило название «сланцевой революции», дана оценка их воздействия на глобальные рынки.

Автор:  Николай Иванов

другие книги




Тепловые колебания листа графена превращают его в неисчерпаемый источник чистой энергии

01.12.2017

RusEnergy. 01.12.2017. Графен, форма углерода, шестиугольная кристаллическая решетка которого имеет одноатомную толщину, является достаточно универсальным материалом. Благодаря высокой механической прочности этого материала, его прекрасной электрической проводимости и ряду других уникальных параметров графен может использоваться в самых различных областях, начиная от производства бытовой техники и заканчивая электронной, авиационной и космической промышленностью. А недавно исследователи из Арканзаского университета (University of Arkansas) обнаружили, что графен может стать практически неисчерпаемым источником экологически чистой энергии. И энергии, вырабатываемой крошечным опытным графеновым генератором, достаточно для того, чтобы приводить в действие наручные электронные часы.

Во время исследований, направленных на изучение спонтанного движения участков графеновой пленки при помощи туннельного микроскопа, исследователи из Арканзаса наткнулись на интересный эффект. Этот эффект является результатом теплового Броуновского движения, беспорядочного движения молекул газа или жидкости, порождаемого их тепловой (кинетической) энергией и столкновениями отдельных частиц. В случае графена это тепловое движение проявляется в виде вибрации атомов углерода, находящихся в узлах кристаллической решетки материала. А результатом колебаний атомов, в свою очередь, являются колебания некоторой площади графеновой пленки, которые, в некоторых случаях, распространяются по пленке подобно волнам.

Именно волнообразные колебания графеновой пленки и являются тем неисчерпаемым источником энергии, которое приводит в действие опытный образец генератора Vibration Energy Harvester (VEH). Лист графена помещен между двумя близко расположенными металлическими электродами. Когда верхушка "волны" отрицательно заряженного графена касается верхнего электрода, часть заряда перетекает на него, создавая электрический потенциал. И, наоборот, когда нижняя часть волны касается нижнего электрода, создается электрический потенциал обратной полярности. В результате всего этого возникает переменный электрический ток, частота которого соответствует частоте колебаний графеновой пленки.

Конечно, с учетом микроскопических масштабов всех происходящих процессов, количество вырабатываемой таким генератором энергии является мизерным. Каждая волна графена приводит к появлению области деформации, площадью около 10 квадратных нанометров, и одна такая область способна произвести до 10 пиковатт энергии при контакте с одним из электродов. Тем не менее, когда площадь колеблющейся графеновой пленки увеличивается, количество вырабатываемой ею энергии увеличивается по экспоненте.

Как уже упоминалось выше, опытные графеновые генераторы с площадью одного участка графена в несколько квадратных микрометров, могут приводить в действие электронные наручные часы. Таким часам уже не будет нужна периодическая замена батарейки или подзарядка аккумулятора, ведь VEH-генератор способен работать до бесконечности.

В ближайшем времени ученые из Арканзаса планирую провести подобные эксперименты с использованием других двухмерных и условно двухмерных материалов, среди которых может обнаружиться материал, демонстрирующий большую эффективность в производстве электрической энергии, нежели графен. И, в конце концов, на свет могут появиться крошечные тепловые генераторы, которые будут снабжать энергией миниатюрные и малопотребляющие электронные устройства, такие, как кардиостимуляторы, слуховые аппараты, датчики и т.п.

Источник: dailytechinfo.org




Вернуться в раздел

 




Избранное
"Будучи президентом компании «Росшельф», я настоял на том, что разрабатывать Штокмановское газоконденсатное месторождение должны мы, а не западные компании. Пусть это вначале обошлось дороже, но мы создали тысячи рабочих мест. Подняли и «Севмаш», в цехе которого мог бы поместиться храм Христа Спасителя".

Евгений Велихов, академик, о разработке Штокмановского месторождения (проект "Газпрома", Total и Statoil был заморожен в 2012 г., так и не начавшись).


Архив избранного









Диверсификация по-якутски: президент Якутии Егор Борисов о перспективах нефтегазовой отрасли в республике

Владимир Фейгин: глобальные сдвиги: как успеть за меняющимся газовым рынком

Всеволод Черепанов:
«Газпром» не теряет
надежды на крупные открытия

РЕКЛАМА