“Неисчерпаемый” источник электрической энергии из листов графена.
Технология находится в процессе разработки!
Благодаря Броуновскому движению (тепловым колебаниям) атомов углерода в листе графена последний способен “производить” электрическую энергию.
Броуновское движение как источник энергии
Механизм получения электрической энергии из броуновского движения листов графена
Броуновское движение как источник энергии:
Броуновское движение – это беспорядочное движение микроскопических видимых взвешенных в жидкости или газе частиц твёрдого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа. Данное явление было открыто Р. Броуном и названо по его имени. Как правило, в Броуновском движении участвуют частицы менее 3 мкм, в т.ч. атомы и молекулы. Причиной Броуновского движения является тепловое движение частиц вещества, таких как атомы и молекулы.
Ученые провели ряд опытов и установили, что Броуновское движение наблюдается не только в жидкости или газе, но и у атомов углерода в листах графена. В случае графена Броуновское движение (тепловое движение) проявляется в виде вибраций атомов углерода, находящихся в узлах кристаллической решетки материала, которые распространяются на некоторую площадь графеновой пленки, как правило, не более 10 нанометров. В свою очередь колебания этой части графеновой пленки распространяются подобно волнам на весь графеновый лист.
Именно волнообразные колебания графеновой пленки, по мнению ученых, и являются тем неисчерпаемым источником энергии.
Данный эффект был обнаружен учеными в ходе ряда экспериментов.
Механизм получения электрической энергии из броуновского движения листов графена:
Графен обладает такими уникальными свойствами, как высокая механическая прочность и высокая электрическая проводимость. Он практически не имеет сопротивления. У графена в 70 раз мобильность электронов выше, чем у кремния. Скорость электронов в графене составляет 10 000 км/с, хотя в обычном проводнике скорость электронов порядка 100 м/с. Конечно ж это не все уникальные свойства графена, а только некоторая их часть, нужная для получения электрической энергии.
Учеными были проведены эксперименты с целью определения механизма получения электрической энергии в результате Броуновского движения (тепловых колебаний) атомов углерода в листе графена.
@ https://youtu.be/wrleMqm3HiU
Для того, чтобы сделать лист графена неисчерпаемым источником электрической энергии, ученые поместили его между двумя близко расположенными электродами. Было установлено, что когда по графену проходит тепловая волна, верхушка “волны” отрицательно заряженного графена касается верхнего электрода, часть заряда перетекает на него, создавая электрический потенциал. И, наоборот, когда нижняя положительно заряженная часть волны касается нижнего электрода, создается электрический потенциал обратной полярности. В результате колебаний и перетекания заряда на электроды возникает переменный электрический ток, частота которого соответствует частоте колебаний графеновой пленки.
Один квадратный нанометр листа графена при прохождении по нему тепловой волны, как следует из произведенных опытов, способен произвести до 1 пиковатта электрической энергии. Если же площадь колебаний графеновой пленки увеличить, то вырабатываемая электрическая энергия, по предположениям ученых, увеличивается по экспоненте.
Благодаря Броуновскому движению (тепловым колебаниям) атомов углерода в листе графена, по мнению ученых, последний способен работать до бесконечности.
Ученые планируют провести эксперименты и с другими двумерными материалами, аналогичными графену, чтобы обнаружить материал с большей эффективностью.
Ссылки на источники:
Ниже указаны ссылки на источники:
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com. Видео https://youtu.be/wrleMqm3HiU.