"ENERGY NEUTRINO" - δωρεάν τεχνολογία παραγωγής ενέργειας

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Σε σχέση με τις παγκόσμιες κλιματικές αλλαγές των τελευταίων δεκαετιών, που προκαλούνται, μεταξύ άλλων, από έναν ανεύθυνο και κοντόφθαλμο τρόπο ανθρώπινης ζωής, το ζήτημα της ανάπτυξης νέων τεχνολογιών και της δημιουργίας νέων υλικών που παρέχουν όχι μόνο μια άνετη ζωή σε ένα άτομο, αλλά μπορεί επίσης να μειώσει ριζικά τον αρνητικό αντίκτυπο της ανθρώπινης ζωής στον δικό του βιότοπο.

Ο αντίκτυπος της ανθρώπινης δραστηριότητας στο κλίμα είναι ένα πολυσυστατικό και πολύ περίπλοκο θέμα, συμπεριλαμβανομένων τόσο της διάθεσης ανθρώπινων αποβλήτων όσο και της άρνησης καύσης ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και τη χρήση του για κινητήρες εσωτερικής καύσης.

Υπάρχει εδώ και καιρό μια συζήτηση στην επιστημονική κοινότητα σχετικά με το πόσο πραγματική είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από σωματίδια κοσμικών νετρίνων. Η μία πλευρά υποστηρίζει θετικά ότι η ροή των κοσμικών νετρίνων μέσω της επιφάνειας της Γης είναι σταθερή μέρα και νύχτα, ανεξάρτητα από τον καιρό και την εποχή του χρόνου, και αν οι επιστήμονες έχουν μάθει πώς να παίρνουν ηλεκτρική ενέργεια από το ορατό φάσμα της ακτινοβολίας (ηλιακό φως), τότε είναι δυνατό να ληφθεί ρεύμα από το αόρατο φάσμα ακτινοβολίας (όπως τα κοσμικά νετρίνα) ή άλλους τύπους ακτινοβολίας. Και το ζητούμενο είναι μόνο η δημιουργία νέων υλικών που θα επέτρεπαν τη μετατροπή της ενέργειας των νετρίνων σε ηλεκτρικό ρεύμα.

Οι απαισιόδοξοι υποστηρίζουν ότι παρόλο που το Νόμπελ Φυσικής απονεμήθηκε το 2015 για απόδειξη του γεγονότος ότι τα νετρίνα έχουν μάζα, αυτή η μάζα είναι πολύ μικρή (πολύ ελαφρύτερη από τα ηλεκτρόνια). «Αν υποθέσουμε ότι η ενέργεια μπορεί να ληφθεί από τα νετρίνα, τότε προκύπτουν δύο ερωτήματα: σε ποια τιμή και θα είναι πρακτικό; Με απλά λόγια, η τεχνική και οικονομική σκοπιμότητα πρέπει να αποδειχθεί, λέει ο καθηγητής Yehia Khalil, Πανεπιστήμιο Yale, ΗΠΑ και Ερευνητής, Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, Ηνωμένο Βασίλειο. Μαζί του είναι ο Jacques Roturier από το Πανεπιστήμιο του Μπορντό - «Το πείραμα του παγοκύβου είναι μια άλλη εξαιρετική επίδειξη της εξαιρετικά μικρής αλληλεπίδρασης των νετρίνων με την ύλη. Ναι, κάποια ενέργεια μεταφέρεται σε αυτή τη διαδικασία. Αλλά δεν υπάρχει καμία πιθανότητα να πάρουμε αρκετή ενέργεια για να παράγουμε ηλεκτρισμό ακόμα και για να μαγειρέψουμε ένα αυγό». Είναι όμως οι επιστήμονες θεωρητικοί που μελετούν κυρίως τα θεμελιώδη θεμέλια της φυσικής των νετρίνων και όχι τις εφαρμοσμένες εφαρμογές τους, έτσι σωστά;

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια έχουν εμφανιστεί πολλές δημοσιεύσεις που περιγράφουν την έρευνα που διεξήχθη σε αυτό το θέμα. Και όταν αναλύουμε τις δημοσιεύσεις επιστημόνων από διάφορες χώρες, μπορούμε να συμπεράνουμε ότι ο τρόπος χρήσης κοσμικών νετρίνων για την παραγωγή ενέργειας έγκειται στη δημιουργία υλικών με αυξημένη ατομική δόνηση. Στο Nature, η καθηγήτρια ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) Vanessa Wood και οι συνεργάτες της εξηγούν ποιες διαδικασίες προκαλούν ατομικούς κραδασμούς όταν τα υλικά έχουν νανομεγέθη και πώς αυτή η γνώση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συστηματική ανάπτυξη νανοϋλικών για μια ποικιλία εφαρμογών. Η δημοσίευση δείχνει ότι όταν τα υλικά κατασκευάζονται σε μεγέθη μικρότερα από 10-20 νανόμετρα, δηλαδή 5000 φορές πιο λεπτά από μια ανθρώπινη τρίχα, οι δονήσεις των εξωτερικών ατομικών στρωμάτων στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων είναι μεγάλες και παίζουν σημαντικό ρόλο στο πώς το υλικό συμπεριφέρεται. Όλα τα υλικά αποτελούνται από άτομα που δονούνται. Αυτές οι ατομικές δονήσεις, ή «φωνόνια», είναι υπεύθυνες για τον τρόπο μεταφοράς του ηλεκτρικού φορτίου και της θερμότητας στα υλικά.

Ταυτόχρονα, η χρήση νανοδομών γραφενίου στη δημιουργία νέων τεχνολογιών προσελκύει τη μεγαλύτερη προσοχή. Αλλά για να κατανοήσουμε καλύτερα τα σύγχρονα υλικά όπως οι νανοδομές γραφενίου και να τα βελτιώσουμε για συσκευές οπτο-, νανο- και κβαντικών τεχνολογιών, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πώς τα φωνόνια - η δόνηση των ατόμων στα στερεά - επηρεάζουν τις ιδιότητες των υλικών. Η εργασία που μόλις δημοσιεύτηκε δείχνει ότι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης, το Advanced Institute of Science and Technology (AIST) στην Ιαπωνία, το JEOL και το Πανεπιστήμιο La Sapienza στη Ρώμη έχουν αναπτύξει μια τεχνική που μπορεί να μετρήσει όλα τα φωνόνια που υπάρχουν σε ένα νανοδομημένο υλικό. Έτσι, για πρώτη φορά, μπόρεσαν να καθιερώσουν όλους τους τρόπους δόνησης του αυτόνομου γραφενίου, καθώς και την τοπική επέκταση διαφόρων τρόπων δόνησης σε νανοΐνες γραφενίου. Αυτή η νέα μέθοδος, την οποία ονόμασαν "mapping large-q", ανοίγει εντελώς νέες δυνατότητες για την καθιέρωση χωρικής και παρορμητικής επέκτασης φωνονίων σε όλα τα νανοδομημένα καθώς και δισδιάστατα σύγχρονα υλικά. Αυτά τα πειράματα ανοίγουν νέες δυνατότητες για τη μελέτη των τοπικών τρόπων δόνησης σε κλίμακα νανομέτρων σε συγκεκριμένες μονοστρώσεις.

Σχηματική αναπαράσταση δονήσεων τοπικού πλέγματος στο γραφένιο, που διεγείρονται από το μέτωπο κύματος των εκπεμπόμενων γρήγορων ηλεκτρονίων. (Πίστωση εικόνας: © Ryosuke Senga, AIST)

Ωστόσο, επιστήμονες από το Neutrino Energy Group υπό την ηγεσία του Γερμανού μαθηματικού και επιχειρηματία Holger Schubart έχουν προχωρήσει περισσότερο στην πρακτική εφαρμογή των τελευταίων εξελίξεων στα υλικά με βάση το γραφένιο για την παραγωγή ενέργειας. Χρησιμοποιώντας πολλά χρόνια θεωρητικών και πρακτικών εξελίξεων, δημιουργήθηκε ένα πολυστρωματικό υλικό επίστρωσης με πάχος νανοκλίμακας βασισμένο σε ντοπαρισμένο γραφένιο και πυρίτιο, ικανό να παράγει συνεχές ρεύμα υπό την επίδραση όχι μόνο κοσμικών νετρίνων, αλλά και άλλων τύπων ακτινοβολίας, όπως το ηλεκτρομίχλη. για παράδειγμα. Διεξήχθη ντόπινγκ των στρωμάτων επικάλυψης για να αυξηθούν οι ατομικοί κραδασμοί.

Υπό την επίδραση των κοσμικών νετρίνων υψηλής ενέργειας και άλλων ακτινοβολιών, οι ατομικές δονήσεις ενισχύονται, οδηγώντας σε συντονισμό, ο οποίος μεταφέρεται στο μεταλλικό φύλλο και η προκύπτουσα ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια. Επιπλέον, για τη μετάβαση από τις ατομικές δονήσεις στον συντονισμό, αρκεί να λάβουμε πολύ λίγη ενέργεια από τα κοσμικά νετρίνα χάρη στο δημιουργημένο πολυστρωματικό καινοτόμο υλικό.

Όσον αφορά τα σχόλια του καθηγητή Yehia Khalil που αναφέρθηκαν παραπάνω, το Επιστημονικό Συμβούλιο της Ομάδας Neutrino Energy σημειώνει τα εξής: «Στην εκτίμησή μας, το κόστος παραγωγής αυτού του τύπου ενέργειας θα είναι σημαντικά μικρότερο από το 50% του κόστους παραγωγής άλλων τύπων ενέργειας, και σε μια πραγματικά μεγάλη βιομηχανική κλίμακα πολύ πιο κερδοφόρο».

Επιπλέον, η πηγή ενέργειας είναι πολύ συμπαγής και δεν απαιτεί κόστος λειτουργίας και συντήρησης. Για παράδειγμα, ένα φύλλο αλουμινίου μεγέθους Α-4, καλυμμένο με ένα ειδικό πυκνό στρώμα ντοπαρισμένων νανοσωματιδίων, παρέχει σταθερή ηλεκτρική ισχύ εξόδου σε εργαστηριακές συνθήκες 2,5-3,0 W. Το NEUTRINO POWER CUBE®, σχεδιασμένο να παράγει ηλεκτρική ενέργεια με χωρητικότητα 4,5 έως 5,5 kW/h, θα έχει μικρό μέγεθος «διπλωμάτη».

Η αρχή λειτουργίας μπορεί να συγκριθεί με τα φωτοβολταϊκά κύτταρα, όπου το φως (φάσμα ορατής ακτινοβολίας) μετατρέπεται σε ενέργεια. Το κύριο πλεονέκτημα και διαφορά του NEUTRINO POWER CUBE® έγκειται στο γεγονός ότι η ενέργεια μπορεί να παράγεται συνεχώς 24 ώρες το 24ωρο, αφού η ακτινοβολία υποβάθρου (αόρατο φάσμα ακτινοβολίας) φτάνει στη Γη ακόμα και στο απόλυτο σκοτάδι.

Τέτοιες διαστάσεις και δεδομένα εξόδου επιτρέπουν στην πηγή ρεύματος νετρίνων Neutrino Power Cube® να χρησιμοποιείται ευρέως σε διάφορες συσκευές και εξοπλισμό, μέχρι τη χρήση σε ηλεκτρικά οχήματα και βιομηχανική παραγωγή ενέργειας.

Σχολιάζοντας την έντονη συζήτηση στην επιστημονική κοινότητα και τον Τύπο, ο Διευθύνων Σύμβουλος της Neutrino Energy Group Holger Schubart επικρίνει τον βαθμό στον οποίο το κοινό παραμένει στο σκοτάδι, παρά το γεγονός ότι η τρέχουσα κατάσταση της γνώσης στον τομέα της φυσικής σωματιδίων νετρίνων προσφέρει πραγματικές δυνατότητες για την επίλυση σύγχρονων προβλημάτων με εντελώς νέες προσεγγίσεις … «Τα σωματίδια του αόρατου φάσματος ακτινοβολίας είναι σίγουρα ικανά να παρέχουν στους ανθρώπους περισσότερη ενέργεια μέρα με τη μέρα από οποιονδήποτε από τους λιγοστούς πόρους σε όλο τον κόσμο», λένε οι επιστήμονες της εταιρείας. Κατά τη γνώμη τους, η τρέχουσα έρευνα θα πρέπει να επικεντρωθεί σε αυτό το τεράστιο ενεργειακό πεδίο από πάνω μας, το οποίο θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσουμε στο μέλλον, αντί να συνεχίσουμε να «σκάβουμε τη γη».

Παρά το γεγονός ότι η Neutrino Energy Group είναι μια γερμανοαμερικανική ερευνητική συμμαχία, ο Holger Schubart επικρίνει την κατάσταση στη Γερμανία: «Η Γερμανία υστερεί στην παγκόσμια εφαρμοσμένη έρευνα. Σημαντικές ανακαλύψεις στον τομέα της φυσικής των νετρίνων δεν έχουν έρθει ακόμη στο γερμανικό ερευνητικό περιβάλλον - σε αντίθεση με τις Ηνωμένες Πολιτείες και πολλές άλλες χώρες του κόσμου, όπου ανήκουν ήδη σε αναγνωρισμένη γνώση. Φυσικά, θα ήταν ενδιαφέρον να γνωρίζουμε από πού προέρχονται τα νετρίνα και, φυσικά, είναι πολύ ενδιαφέρον να τεκμηριώσουμε τις κινήσεις των νετρίνων στον Νότιο Πόλο - πρακτικά στην άλλη άκρη του κόσμου - και μερικές φορές να "πιάνουμε" τουλάχιστον ένα σωματίδιο, αλλά ΑΥΤΟ ΔΕΝ θα πρέπει να είναι προτεραιότητα στη χρήση εκατομμυρίων σημαίνει «Έρευνα» - ο αληθινός στόχος της επιστήμης δεν πρέπει να παραβλέπεται - αυτός ο στόχος, σύμφωνα με τον Schubart, είναι η αναζήτηση και η απόκτηση πρακτικής γνώσης για να γίνει ο κόσμος καλύτερος τόπο, και στη συγκεκριμένη περίπτωση, να βρούμε την ευκαιρία να χρησιμοποιήσουμε το υψηλής ενέργειας αόρατο φάσμα της ηλιακής και κοσμικής ακτινοβολίας για την παραγωγή ενέργειας.

Μπορείτε να λάβετε αναλυτικότερες πληροφορίες: