"ENERGY NEUTRINO" - gratis tegnologie van kragopwekking

2024 Outeur: Seth Attwood | [email protected]. Laas verander: 2023-12-16 15:56

In verband met globale klimaatsveranderinge in die afgelope dekades, wat onder andere veroorsaak is deur 'n onverantwoordelike en kortsigtige manier van menslike lewe, die vraag na die ontwikkeling van nuwe tegnologie en die skepping van nuwe materiale wat nie net 'n gemaklike lewe vir 'n persoon bied nie., maar kan ook die negatiewe impak van menslike lewe op eie habitat radikaal verminder.

Die impak van menslike aktiwiteit op die klimaat is 'n multi-komponent en baie komplekse onderwerp, insluitend beide die wegdoening van menslike afval en die weiering om fossielbrandstowwe te verbrand om elektrisiteit op te wek en dit vir binnebrandenjins te gebruik.

Daar is lank reeds 'n bespreking in die wetenskaplike gemeenskap oor hoe werklik die opwekking van elektrisiteit uit kosmiese neutrino-deeltjies is. Die een kant beweer positief dat die vloed van kosmiese neutrino's deur die Aarde se oppervlak dag en nag stabiel is, ongeag die weer en tyd van die jaar, en as wetenskaplikes geleer het hoe om elektrisiteit te kry uit die sigbare spektrum van straling (sonlig), dan is dit is moontlik om stroom van die onsigbare spektrum van straling (soos kosmiese neutrino's) of ander tipes straling te kry. En die vraag is slegs in die skepping van nuwe materiale wat dit moontlik maak om die energie van neutrino's in elektriese stroom om te skakel.

Pessimiste voer aan dat hoewel die Nobelprys in Fisika in 2015 toegeken is vir bewys van die feit dat neutrino's massa het, is hierdie massa baie klein (baie ligter as elektrone). “As ons postuleer dat energie uit neutrino’s verkry kan word, ontstaan twee vrae: teen watter prys en sal dit prakties wees? Eenvoudig gestel, tegniese en ekonomiese haalbaarheid moet gedemonstreer word, sê professor Yehia Khalil, Yale Universiteit, VSA en Navorsingsgenoot, Universiteit van Oxford, VK. Hy word aangesluit deur Jacques Roturier van die Universiteit van Bordeaux - “Die Ice Cube-eksperiment is nog 'n uitstekende demonstrasie van die uiters klein interaksie van neutrino's met materie. Ja, 'n mate van energie word in hierdie proses oorgedra. Maar daar is geen kans om genoeg energie te kry om elektrisiteit op te wek om selfs net een eier gaar te maak nie. Maar is wetenskaplikes teoretici wat hoofsaaklik die fundamentele grondslae van neutrinofisika bestudeer, en nie hul toegepaste toepassings nie, so reg?

Daar moet kennis geneem word dat daar die afgelope jare baie publikasies verskyn het wat die navorsing wat oor hierdie onderwerp gedoen is, beskryf. En wanneer ons die publikasies van wetenskaplikes van verskillende lande ontleed, kan ons tot die gevolgtrekking kom dat die manier om kosmiese neutrino's te gebruik om energie op te wek lê in die skepping van materiale met verhoogde atoomvibrasie. In Nature, ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) professor Vanessa Wood en haar kollegas verduidelik watter prosesse atoomvibrasies veroorsaak wanneer materiale nanogrootte is, en hoe hierdie kennis gebruik kan word om nanomateriale sistematies vir 'n verskeidenheid toepassings te ontwikkel. Die publikasie toon dat wanneer materiale in groottes van minder as 10–20 nanometer vervaardig word, dit wil sê 5000 keer dunner as 'n menslike haar, die vibrasies van die buitenste atoomlae op die oppervlak van die nanopartikels groot is en 'n belangrike rol speel in hoe die materiaal optree. Alle materiale bestaan uit atome wat vibreer. Hierdie atoomvibrasies, of "fonone", is verantwoordelik vir hoe elektriese lading en hitte in materiale oorgedra word.

Terselfdertyd trek die gebruik van grafeen-nanostrukture in die skepping van nuwe tegnologieë die naaste aandag. Maar om moderne materiale soos grafeen-nanostrukture beter te verstaan en dit te verbeter vir toestelle in opto-, nano- en kwantumtegnologieë, is dit belangrik om te verstaan hoe fonone – die vibrasie van atome in vaste stowwe – die eienskappe van materiale beïnvloed. Die werk wat pas gepubliseer is, toon dat wetenskaplikes van die Universiteit van Wene, die Gevorderde Instituut vir Wetenskap en Tegnologie (AIST) in Japan, JEOL en La Sapienza Universiteit in Rome 'n tegniek ontwikkel het wat alle fononen wat in 'n nanogestruktureerde materiaal teenwoordig is, kan meet. Hulle was dus vir die eerste keer in staat om alle vibrasiemodusse van outonome grafeen vas te stel, asook die plaaslike uitbreiding van verskeie vibrasiemodusse in grafeennanovesels. Hierdie nuwe metode, wat hulle "groot-q-kartering" genoem het, maak heeltemal nuwe moontlikhede oop vir die vestiging van ruimtelike en impulsiewe fononuitbreiding in alle nanogestruktureerde sowel as tweedimensionele moderne materiale. Hierdie eksperimente maak nuwe moontlikhede oop vir die bestudering van plaaslike vibrasiemodusse op die nanometerskaal af na spesifieke monolae.

Skematiese voorstelling van plaaslike roostervibrasies in grafeen, opgewek deur die golffront van vinnige elektrone wat oorgedra word. (Beeldkrediet: © Ryosuke Senga, AIST)

Wetenskaplikes van die Neutrino Energy Group onder leiding van die Duitse wiskundige en sakeman Holger Schubart het egter die verste gevorder in die praktiese implementering van die jongste ontwikkelings in grafeen-gebaseerde materiale vir energieopwekking. Deur baie jare se teoretiese en praktiese ontwikkelings te gebruik, is 'n meerlaagbekledingsmateriaal met nanoskaaldikte gebaseer op gedoteerde grafeen en silikon geskep, wat in staat is om gelykstroom op te wek onder die invloed van nie net kosmiese neutrino's nie, maar ook ander tipes bestraling, soos elektrosmog, byvoorbeeld. Doping van die deklaaglae is uitgevoer om atoomvibrasies te verhoog.

Onder die invloed van kosmiese hoë-energie neutrino's en ander straling word atoomvibrasies versterk, wat lei tot resonansie, wat na die metaalfoelie oorgedra word, en die resulterende energie word omgeskakel in elektriese energie. Boonop, vir die oorgang van atoomvibrasies na resonansie, is dit genoeg om baie min energie van kosmiese neutrino's te ontvang danksy die geskepte meerlaagse innoverende materiaal.

Met betrekking tot die kommentaar van professor Yehia Khalil hierbo genoem, merk die Wetenskaplike Raad van die Neutrino Energy Group die volgende op: “In ons raming sal die koste om hierdie tipe energie te produseer aansienlik minder as 50% van die koste van die vervaardiging van ander tipes energie wees. energie, en op 'n baie groot industriële skaal baie meer winsgewend."

Boonop is die kragbron baie kompak en verg nie bedryfs- en onderhoudskoste nie. Byvoorbeeld, 'n vel foelie van grootte A-4, bedek met 'n spesiale digte laag gedoteerde nanopartikels, lewer 'n stabiele uitset elektriese krag onder laboratoriumtoestande van 2,5-3,0 W. NEUTRINO POWER CUBE®, wat ontwerp is om elektrisiteit op te wek met 'n kapasiteit van 4,5 tot 5,5 kW/h, sal 'n kompakte grootte van 'n "diplomaat" hê.

Die werkingsbeginsel kan vergelyk word met fotovoltaïese selle, waar lig (sigbare stralingspektrum) in energie omgeskakel word. Die grootste voordeel en verskil van NEUTRINO POWER CUBE® lê in die feit dat energie deurlopend 24 uur per dag opgewek kan word, aangesien die agtergrondstraling (onsigbare stralingspektrum) die Aarde selfs in volledige duisternis bereik.

Sulke afmetings en uitsetdata laat toe dat die Neutrino Power Cube® neutrinostroombron wyd gebruik word in verskeie toestelle en toerusting, tot gebruik in elektriese voertuie en industriële kragopwekking.

In kommentaar op die intense debat in die wetenskaplike gemeenskap en die pers, kritiseer Holger Schubart, uitvoerende hoof van Neutrino Energy Group, die mate waarin die publiek in die duister bly, ten spyte van die feit dat die huidige stand van kennis op die gebied van neutrino-partikelfisika werklike moontlikhede bied. vir die oplossing van moderne probleme met heeltemal nuwe benaderings … "Deeltjies van die onsigbare spektrum van bestraling is beslis in staat om mense dag na dag van meer energie te voorsien as enige van die kwynende fossielbronne regoor die wêreld," - sê die maatskappy se wetenskaplikes. Volgens hulle moet huidige navorsing fokus op hierdie groot energieveld bo ons, wat ons in die toekoms sal moet gebruik, in plaas daarvan om voort te gaan om "die aarde te grawe."

Ten spyte van die feit dat die Neutrino Energy Group 'n Duits-Amerikaanse navorsingsalliansie is, kritiseer Holger Schubart die situasie in Duitsland: “Duitsland is agter in globale toegepaste navorsing. Beduidende ontdekkings op die gebied van neutrinofisika het nog nie na die Duitse navorsingsomgewing gekom nie - in teenstelling met die Verenigde State en baie ander lande van die wêreld, waar hulle reeds tot erkende kennis behoort. Dit sal natuurlik interessant wees om te weet waar die neutrino's vandaan kom, en natuurlik is dit baie interessant om neutrino-bewegings by die Suidpool - feitlik aan die ander kant van die wêreld - te dokumenteer en soms ten minste een te "vang". deeltjie, maar DIT behoort NIE 'n prioriteit te wees in die gebruik van miljoene "Navorsing"-middele nie - die ware doel van wetenskap moet nie misgekyk word nie - hierdie doel, volgens Schubart, is om te soek na en praktiese kennis te bekom ten einde die wêreld 'n beter te maak plek, en in hierdie spesifieke geval, om 'n geleentheid te vind om die hoë-energie onsigbare spektrum van son- en kosmiese straling te gebruik om energie op te wek.

Meer gedetailleerde inligting kan verkry word: