24.07.2019
Современный мир остро нуждается в создании источников получения электроэнергии, которые смогли бы в недалеком будущем заменить существующую систему получения энергии, основанную на сжигании ископаемого топлива, и приблизить источники получения энергии к местам непосредственного её потребления, например, в целях радикального уменьшения потерь в электросетях и сокращения затрат на их строительство.
В современном мире успешной может быть только экономика, основанная на минимизации затрат на производстве товаров и услуг. Примером может служить Германия, которая строит более разветвленную систему производства электроэнергии, приближая её максимально к местам её непосредственного потребления. Кроме того, в Германии широко внедряются альтернативные источники получения электроэнергии, такие как солнечная энергия или энергия ветра. Однако существующие альтернативные источники получения электроэнергии имеют существенные недостатки, которые накладывают большие ограничения на их широкое использование.
Безусловно, существует общее понимание того факта, что остро назрела необходимость в создании нового источника энергии, который был бы конкурентноспособным по цене в сравнении с энергией, получаемой при сжигании огранического топлива, которое кроме таких существенных недостатков, как повышенные выбросы СО2, вызывающие необратимые климатические изменения, не является неисчерпаемым источником, но и быть экологически безвредным для природы и людей. Нужно отметить, что взяв путь на создание сложных в техническом плане электростанций, таких как атомные блоки, ученые и конструкторы столкнулись с серьезной необходимостью обеспечения безопасности работы таких блоков. В результате приходится строить двойные и более дублирующие системы безопасности, что сказывается на отпускной цене электроэнергии. Чем сложнее конструкция, тем больше вероятность отказа её работы.
Россия избрала путь на строительство в стране и за рубежом водо-водяных реакторов ВВЭР-1200. Хотя уже сейчас в политическом секторе страны раздаются голоса, что в скором времени государства откажутся от атомной энергетики. Так Сечин И.И. — главный исполнительный директор нефтегазовой компании ПАО «НK “Роснефть”», председатель совета директоров компании «Роснефть» — в ключевом докладе на Петербургском международном экономическом форуме 2019 высказал мнение, что логика развития энергетики приведет к отказу от угля и атомной энергетики. Также он считает, что государства всё больше будут использовать газ в качестве газомоторного топлива и в производстве электроэнергии. Однако использование газа способствует также выбросу парниковых газов в атмосферу и углублению экологических проблем на Земле. Кроме того, индустриально-развитые страны берут путь на широкое использование электромобилей, и эта тенденция нарастает с каждым годом. Отдельные страны заявляют о грядущем запрете использования двигателей внутреннего сгорания, а некоторые города уже сейчас заявляют о запрете въезда машин на дизельном топливе. И эта тенденция будет усиливаться на фоне углубления экологических проблем и изменения климата на Земле.
Готово ли человечество к этим новым тенденциям и способно ли оно противопоставить им что-либо иное? Мы уверены – ДА! И это необратимый процесс, который набирает силу. Крупнейшие компании вкладывают огромные средства в решение данной проблемы, привлечены лучшие ученые.
В мировых средствах массовой информации уже рассказывалось об инновационной технологии NEUTRINOVOLTAIC — технологии получения электрической энергии из энергии космических частиц невидимого спектра излучения, разработанной немецко-американской компанией NEUTRINO Energy Group. Основное изобретение компании состоит в создании многослойного покрытия наноразмера на металлическую фольгу, способного использовать различные виды излучения для выработки электроэнергии.
В чём кратко суть изобретения? Основу составляет сверхплотный композитный материал, нанесённый слоями, который способен преобразовывать тысячные доли энергии частиц невидимого спектра излучения в электроэнергию. Нанесенные на тонкий металлический носитель электрической энергии нанослои легированного графена и кремния позволяют использовать атомные колебания для получения электроэнергии. Когда слои имеют оптимальную толщину, эти атомные колебания создают резонанс, который переносится на металлический носитель, и результирующая энергия преобразуется в электрическую энергию.
Генеральный директор NEUTRINO Energy Group Holger Thorsten Schubart:
Созданное покрытие наноразмера и есть то изобретение, которое создали учёные NEUTRINO Energy Group во главе с бессменным директором и вдохновителем проекта, немецким математиком, Хольгером Шубарт. К неоспоримым достоинством деятельности господина Шубарта и его команды можно отнести тот факт, что в процессе работы над проектом удалось объединить передовые теоретические знания современной науки в области создания наноматериалов заданных характеристик с практическими потребностями человечества.
В последнее время в печати начали появляться отчёты ученых из различных стран, которые подтверждают теоретические и практические результаты, полученные NEUTRINO Energy Group, хотя компания объявила о создании этой инновационной технологии ещё несколько лет назад. Основа технологии NEUTRINOVOLTAIC – это легированные покрытия наноразмера. Включение в состав нанопокрытий легированных элементов приводит к увеличению атомных колебаний. Поэтому дополнительное воздействие от различных излучений приводит к возникновению резонанса атомных колебаний.
Приведем результаты, которые бесспорно подтверждают теоретическую возможность получения электроэнергии от различных видов излучений. Такие данные были опубликованы учёными ETH (Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich) под руководством профессора ETH Ванессы Вуд.
Опубликованные результаты показали, что именно происходит с атомными колебаниями в наноразмерных материалах, и как полученные результаты могут быть использованы для практической разработки наноматериалов для различных видов практического применения.
По словам ученых ЕТН – “Все материалы состоят из атомов, которые вибрируют. Эти атомные вибрации, или «фононы», ответственны за то, как электрический заряд и тепло переносятся в материалах. Вибрации металлов, полупроводников и изоляторов хорошо изучены; тем не менее, в настоящее время материалы используются в наноразмере для повышения производительности таких устройств, как дисплеи, датчики, батареи и каталитические мембраны. Что происходит с вибрациями, когда материал имеет наноразмер, до сих пор не было понято”.
В статье в журнале Nature профессор ETH Ванесса Вуд и ее коллеги объясняют, какие процессы вызывают с атомные колебания, когда материалы имеют наноразмер, и как эти знания могут быть использованы для систематической разработки наноматериалов для различных видов применения. В публикации показано, что, когда материалы производятся с размерами менее 10–20 нанометров, то есть в 5000 раз тоньше человеческого волоса, колебания внешних атомных слоев на поверхности наночастиц велики и играют важную роль в том, как этот материал ведет себя.
«Для некоторых областей применения, таких как катализ, термоэлектрика или сверхпроводимость, эти большие колебания могут быть позитивными, но для других применений, таких как светодиоды или солнечные элементы, эти колебания нежелательны», — объясняет Вуд. «Теперь, когда мы доказали, что поверхностные вибрации важны, мы можем систематически разрабатывать материалы для подавления или усиления этих вибраций», — говорит Вуд. Наблюдая, как нейтроны рассеивают атомы в материале, можно количественно определить, как атомы в материале вибрируют.
Таким образом, согласно опубликованным исследованиям профессора ETH Ванессы Вуд можно подобрать материалы наноразмера, которые будут уcиливать атомные колебания. Это очень важный вывод, который подтверждает, заложенные в основе NEUTRINOVOLTAIC — технологии свойства слоистого композитного покрытия на металлическом носителе толщиной наноразмера, который способен преобразовывать энергию частиц невидимого спектра излучения в электроэнергию. При этом ещё раз необходимо заметить, что созданный материал покрытия уже сам по себе увеличивает величину атомных колебаний.Внешнее воздействие различных излучений на созданное покрытие, включая воздействие нейтрино, вызывает ещё большие атомные колебания, приводящие к резонансу атомных вибраций, который переносится на металлический носитель, и результирующая энергия преобразуется в электричество. Сторона подложки с напылением представляет собой положительный полюс, а непокрытая поверхность — отрицательный.
Необходимо отдельно подчеркнуть важную и решающую особенность новой технологии NEUTRINOVOLTAIC: абсолютно различные виды излучения, например электромагнитные, ионизирующие, нейтронное и т.д., пригодны для выработки энергии, но именно космические частицы нейтрино являются важнейшим составляющим компонентом нового источника электроэнергии на основе NEUTRINOVOLTAIC технологии.
Почему необходимо особенно выделить роль именно нейтрино и почему технологию назвали NEUTRINOVOLTAIC? Вклад нейтрино в результирующее воздействие на покрытие металлического носителя значителен. Кроме того, в отличие от других видов излучений воздействующих на покрытие, поток нейтрино стабильно очень высокий вне зависимости от времени суток, погоды и различных экранирующих покрытий. Для оценки вклада нейтрино были проведены испытания NEUTRINOVOLTAIC технологии в «клетке Фарадея» и под землёй на глубине 30 м. Эти результаты, полученные независимым техническим институтом в Швейцарии, дополнительно подтвердили стабильность работы технологии и заявленные выходные характеристики.
Одним из прикладных технических применений технологии NEUTRINOVOLTAIC в повседневной жизни должен стать NEUTRINO POWER CUBE®.
NEUTRINO POWER CUBE® состоит из многочисленных спрессованных между собой слоев металлической фольги, покрытой специальным напылением, и способен вырабатывать электрическую энергию совершенно независимо от региональной энергосистемы, подобно фотогальваническим элементам, где свет (видимый спектр излучения) преобразуется в энергию. Лист фольги размером A-4, покрытой специальным плотным слоем легированных наночастиц, обеспечивает стабильную выходную электрическую мощность в лабораторных условиях 2,5-3,0 Вт. NEUTRINO POWER CUBE®, предназначенный для производства электроэнергии мощностью от 4,5 до 5,5 кВ /час, будет иметь компактный размер «дипломата».
NEUTRINO POWER CUBE® обладает несомненным преимуществом, т.к. энергия может вырабатываться непрерывно 24 часа в сутки, потому что фоновое излучение (невидимый спектр излучения) достигает Земли даже в полной темноте.Технические параметры NEUTRINO POWER CUBE® позволят создать распределенную систему производства электроэнергии, исключающую потери в электрических сетях. Электроэнергия будет производиться там, где непосредственно осуществляется её потребление. Кроме всего прочего, адаптацития NEUTRINO POWER CUBE® к установке на электромобили позволит значительно увеличить их пробег между подзарядками при езде на длинные расстояния или вообще исключить подзарядку электромобиля при езде на короткие и средние расстояния, скажем при езде на работу и с работы, когда есть несколько часов для подзарядки от NEUTRINO POWER CUBE®.Заявленные характеристики технологии NEUTRINOVOLTAIC в их практическим применении способны не только помочь в решении глобальных климатических проблем на нашей планете, но и кардинальным образом изменить образ жизни людей. И это не мечта, а реальность недалекого будущего.
отрасли: Энергетика