Los generadores sin combustible basados ​​en grafeno son un nuevo camino para la energía innovadora

En los últimos años se ha intensificado la investigación sobre el estudio de las partículas de neutrinos y su posible interacción con la materia, lo que fue consecuencia directa de la concesión del Premio Nobel de Física de 2015 a Takaaki Kajita y Arthur McDonald (Arthur B. McDonald) -el líderes de dos grupos experimentales, Super-Kamiokande y SNO, estudiando las propiedades de los neutrinos.

Los trabajos de estos científicos demostraron de manera convincente que los tres tipos de neutrinos conocidos hoy en día son capaces de oscilar, transformándose espontáneamente entre sí sobre la marcha. Los neutrinos de cierto tipo pueden nacer en reacciones con partículas elementales, y los neutrinos de cierta masa pueden propagarse en el espacio. Es la prueba de la presencia de masa, y por tanto de energía, el argumento clave para la posibilidad teórica de convertir la energía cinética de un neutrino en corriente eléctrica. Esto permitió explicar los resultados del trabajo experimental llevado a cabo por la empresa científico-tecnológica Neutrino Energy Group sobre el desarrollo de un nanomaterial que permite convertir la energía de los campos de radiación circundantes en corriente eléctrica.

Esta tecnología, llamada neutrinovoltaica y que tiene un parecido distante con la fotovoltaica, pero sin sus defectos críticos, fue desarrollada por un grupo internacional de científicos dirigido por el científico alemán, el matemático Holger Thorsten Schubart. Durante muchos años se creyó que los neutrinos no interactúan con la materia, por lo que incluso a los científicos especializados en este campo de investigación les resultó difícil dar una respuesta inequívoca sobre la posibilidad de aplicación aplicada de los conocimientos recién adquiridos. La falta de unidad en la comunidad científica sobre el papel de los neutrinos y la falta de evidencia sobre la interacción de los neutrinos con las sustancias dificultó que los desarrolladores de la tecnología neutrinovoltaica defendieran razonablemente el método propuesto para generar electricidad a partir de los campos circundantes del espectro invisible. radiación.

Cómo ha cambiado la situación en los últimos 8 años desde que se otorgó el Premio Nobel de Física, cuenta el director del proyecto, presidente de Neutrino Energy Group, Holger Thorsten Schubart.

Schubart

Holger Thorsten Schubart, presidente de la empresa de ciencia y tecnología Neutrino Energy Group

¿Cómo contribuye el conocimiento adquirido sobre los neutrinos al avance de la tecnología neutrinovoltaica?

Schubart.

Cuando en 2014 comenzamos a hablar de tecnología neutrinovoltaica en varias conferencias, el mundo científico y las estructuras empresariales, lamentablemente, no aceptaron nuestro concepto de crear una tecnología fundamentalmente nueva para generar corriente eléctrica, que permitiría poner en práctica un intenso flujo de neutrinos en el servicio del hombre. Después de cualquiera de nuestros discursos, hubo ataques y argumentos de que las partículas de neutrinos no tienen masa y no interactúan con la materia, amenazas y reproches: «no hagan pseudociencia». Además, nos vimos obligados a escuchar tales comentarios incluso de científicos de gran reputación. Los datos experimentales presentados por nosotros sobre el rendimiento de la tecnología, lamentablemente, no fueron aceptados.

Pero ahora vemos resultados sorprendentes del trabajo de su empresa. Leemos sobre la conclusión de acuerdos para la construcción de fábricas en varios países, incluida Rusia, y el inicio del lanzamiento de la primera planta para la producción de fuentes de electricidad en Suiza a finales de 2023 – principios de 2024. Esto difícilmente habría sucedido si la comunidad científica continuara negando la viabilidad de la tecnología neutrinovoltaica.
Schubart. 

Tienes razón, la comunidad científica está aceptando gradualmente nuestro razonamiento sobre el hecho de que los campos de radiación que nos rodean pueden convertirse en una fuente de electricidad ilimitada. Pero cualquier resultado experimental requiere una justificación científica. Sin crear un modelo teórico, proporcionar solo datos experimentales para un amplio reconocimiento es completamente insuficiente. Además, son los resultados de los experimentos y la justificación teórica los que crean una imagen coherente y clara para los inversores. El inversionista debe entender en qué está invirtiendo y cómo obtendrá ganancias. Al mismo tiempo, cabe señalar que antes de atraer capital de inversión, el desarrollo del proyecto fue financiado con fondos propios. Nos ayudó mucho la información sobre la concesión del Premio Nobel de Física de 2015 por demostrar que los neutrinos tienen masa. Cualquier estudiante te dirá que según las leyes de la física, si hay masa, entonces hay energía. Dado que el flujo de neutrinos cósmicos es de 60 mil millones de partículas que cruzan 1 cm2 de la superficie terrestre por segundo, entonces todo el aire está literalmente «lleno» de energía. El hecho de otorgar el premio redujo al menos a la mitad el número de nuestros contrincantes. Pero me gustaría enfatizar que sería un profundo error afirmar que el nanomaterial multicapa creado por nosotros a partir de capas alternas de grafeno y silicio dopado convierte solo la energía cinética de las partículas de neutrino con masa en electricidad. El hecho de otorgar el premio redujo al menos a la mitad el número de nuestros contrincantes. Pero me gustaría enfatizar que sería un profundo error afirmar que el nanomaterial multicapa creado por nosotros a partir de capas alternas de grafeno y silicio dopado convierte solo la energía cinética de las partículas de neutrino con masa en electricidad. El hecho de otorgar el premio redujo al menos a la mitad el número de nuestros contrincantes. Pero me gustaría enfatizar que sería un profundo error afirmar que el nanomaterial multicapa creado por nosotros a partir de capas alternas de grafeno y silicio dopado convierte solo la energía cinética de las partículas de neutrino con masa en electricidad.

ondas de grafeno

ondas de grafeno

¿Puede hablarnos sobre el mecanismo de convertir la energía de los campos de radiación circundantes en corriente eléctrica?
Schubart. El mecanismo de transformación consiste en la ocurrencia de oscilaciones de los átomos de grafeno, que tiene una red cristalina hexagonal. En el grafeno se produce una ola, similar a las olas en la superficie del mar, que aparece como resultado de una combinación de pequeños movimientos espontáneos y da lugar a la aparición de movimientos espontáneos más grandes. El desplazamiento de un átomo, sumado a los desplazamientos térmicos de otros átomos, provoca la aparición de ondas superficiales con polarización horizontal, conocidas en acústica como «ondas de amor». Debido a las peculiaridades de la red cristalina del grafeno, sus átomos vibran como si estuvieran en tándem, lo que distingue tales movimientos de los movimientos espontáneos de las moléculas en los líquidos. Por tanto, en el mecanismo de conversión de energía, el movimiento browniano térmico de los átomos de grafeno tiene una importancia decisiva, ya que las vibraciones de las capas atómicas externas en la superficie de las nanopartículas con un espesor de menos de 10 a 20 nanómetros son grandes y juegan un papel importante en el “comportamiento” de este material. Como resultado, si no puede garantizar la deposición uniforme de grafeno con un grosor de 1 átomo, entonces la eficiencia de convertir la energía de los campos de radiación en corriente eléctrica cae bruscamente, por lo que tuvimos que realizar un trabajo de diseño para crear un equipo especial para la deposición de grafeno y silicio sobre hoja de metal con un tamaño de 200×300 mm y más, porque Sin esto, es imposible hablar de desarrollo de capacidades productivas. Las tecnologías para la deposición de grafeno y silicio en el laboratorio son costosas y no aptas para la producción industrial. Si no puede garantizar la deposición uniforme de grafeno con un grosor de 1 átomo, entonces la eficiencia de convertir la energía de los campos de radiación en corriente eléctrica cae drásticamente, por lo que tuvimos que realizar un trabajo de diseño para crear un equipo especial para la deposición de grafeno y silicio en lámina de metal con un tamaño de 200×300 mm y más, es decir, a. Sin esto, es imposible hablar de desarrollo de capacidades productivas. Las tecnologías para la deposición de grafeno y silicio en el laboratorio son costosas y no aptas para la producción industrial. Si no puede garantizar la deposición uniforme de grafeno con un grosor de 1 átomo, entonces la eficiencia de convertir la energía de los campos de radiación en corriente eléctrica cae drásticamente, por lo que tuvimos que realizar un trabajo de diseño para crear un equipo especial para la deposición de grafeno y silicio en lámina de metal con un tamaño de 200×300 mm y más, es decir, a. Sin esto, es imposible hablar de desarrollo de capacidades productivas. Las tecnologías para la deposición de grafeno y silicio en el laboratorio son costosas y no aptas para la producción industrial. Sin esto, es imposible hablar de desarrollo de capacidades productivas. Las tecnologías para la deposición de grafeno y silicio en el laboratorio son costosas y no aptas para la producción industrial. Sin esto, es imposible hablar de desarrollo de capacidades productivas. Las tecnologías para la deposición de grafeno y silicio en el laboratorio son costosas y no aptas para la producción industrial.

¿Por qué eligió exactamente el grafeno para su material y cómo las vibraciones del grafeno, expresadas en la aparición de una onda de «grafeno», provocan la aparición de una corriente eléctrica?
Schubart.

El grafeno es una capa monoatómica de grafito, y el grafito es una de las modificaciones alotrópicas del carbono con número atómico 6. La masa atómica del carbono es 12,011, es decir, es uno de los elementos químicos más ligeros. Esto significa que el núcleo del átomo de grafeno recibirá el mayor rebote cuando sea golpeado por partículas de los campos de radiación circundantes que tienen masa. Tal mecanismo de acción se describe en los trabajos publicados de la colaboración COHERENT en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (EE. UU.). Usamos grafeno casi sin impurezas y alternamos sus capas con capas de silicio dopado, por lo que las nubes de electrones de grafeno distorsionan su movimiento en una dirección, creando así una corriente eléctrica. El efecto general es lo que los físicos llaman «dispersión oblicua», donde nubes de electrones desvían su movimiento en una dirección.

Si estamos hablando de fuentes autónomas de corriente eléctrica, entonces indicadores como la potencia, las dimensiones generales y el precio juegan un papel extremadamente importante.
Schubart. 

Planta en construcción en Suiza planea producir principalmente generadores sin combustible Neutrino Power Cubes de energía «libre» con una potencia neta de 5-6 kW. La unidad generadora tiene un tamaño de 800x400x600 mm y un peso de unos 50 kg. Para aumentar la potencia generada hasta 10-12 kW, se pueden instalar 2 unidades generadoras. El precio preliminar de Neutrino Power Cube con una potencia neta de 5-6 kW es de 11.000 euros. El precio está determinado por el costo de producción y Suiza, como saben, es un país muy caro. Es posible que podamos lograr costos más bajos dadas las condiciones económicas en aquellos países que también han adquirido licencias, así como a través de una mayor producción en masa y la adopción generalizada de nuestra tecnología en la vida cotidiana. Para países subdesarrollados y regiones en crisis, estamos considerando la posibilidad de subsidios y apoyo caritativo, dada la alta responsabilidad moral y ética,tecnología.

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