Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

20.06.2023
15:52

Глава РАН считает, что возможности нейросетей в ближайшие 10 лет вырастут в 100 тыс. раз

20.06.2023
15:38

Землетрясения на Земле связали с интенсивностью космического излучения

20.06.2023
15:34

Астрономы разработали способ точного измерения расстояний до далеких галактик

20.06.2023
15:30

В ЮФУ создали алгоритм искусственного размножения исчезающих растений

20.06.2023
15:20

Телескоп «Хаббл» получил новое изображение шарового скопления NGC 6544

20.06.2023
15:15

"Назвали Караваджо революционером в живописи, а что эта революция выражала духовно – молчок" - новое в литературном обозрении Соломона Воложина

20.06.2023
15:13

Дух захватывает: Дубай планирует построить мегафутуристический медицинский комплекс

20.06.2023
15:08

Ученые назвали самую быстроразогревающуюся часть света

20.06.2023
14:41

Есть за что побороться: NASA представило карты ресурсов полюсов Луны

20.06.2023
14:31

АСТРОНОМЫ МГУ ИЗМЕРИЛИ САМЫЙ МОЩНЫЙ ГАММА-ВСПЛЕСК В ИСТОРИИ НАБЛЮДЕНИЙ

20.06.2023
14:20

Электрогенерация на основе графена — путь к отказу от ископаемого топлива

    Процесс получения графена, открытый Андреем Геймом и Константином Новоселовым, которым была присуждена Нобелевская премия по физике за 2010 год «За инновационные эксперименты с двухмерным материалом графен» открыл масштабные перспективы для использования его в различных областях науки и техники. Лауреатам удалось «продемонстрировать, что монослойный углерод обладает исключительными свойствами, которые проистекают из удивительного мира квантовой физики», отметили в Нобелевском комитете. Исследования графена позволило за очень короткий срок обнаружить много действительно интересных свойств этого замечательного материала, позволяющего найти множество решений в различных вопросах, которые ученые не могли раскрыть ранее и с которыми сталкиваются и сегодня.

    Графен, в определенном смысле, может полностью трансформировать наше общество и нашу цивилизацию. Это материал, который изучали ученые по всему миру за последние 20 лет, обнаружив при этом много действительно интересных свойств этого крайне перспективного материала. Пленки графена удивительно прочны и упруги. Графен имеет очень высокую теплопроводность, что в сочетании с высокой электропроводностью обеспечивает возможность прохождения электрического тока в миллион раз превосходящего максимально возможный ток в пленках меди. В графене каждый атом связан с 3 другими атомами углерода в двухмерной плоскости, при этом один электрон остается свободно доступным в третьем измерении для электронной проводимости. При повышенных температурах, согласно распределению Ферми–Дирака, некоторая часть электронов переходит в зону проводимости, а в валентной зоне остаются «дырки». Это и предопределяет достаточно высокую электропроводность графена при комнатных температурах. Электроны проводимости, и «дырки» в графене имеют нулевую эффективную массу, т.е. они не могут быть неподвижными, а все время перемещаются со «скоростью Ферми», которая в графене составляет примерно 106 м/с, то есть, является уже релятивистской. Этим обусловлены очень высокая подвижность носителей электрического заряда в графене, минимум на 2 порядка превышающая их подвижность в кремнии, и «баллистический» характер их движения вдоль пленки. Длина свободного пробега электронов проводимости и дырок в графене при комнатных температурах превышает 1 мкм. Графен обладает и магнитными свойствами. Секрет магнетизма графена заключается в угле наклона одного слоя вещества по отношению к другому. При определенном угле наклона графен начинает проявлять сильнейшие магнитные свойства и в нем возникает явление сверхпроводимости, которое раньше достигалось лишь охлаждением металлов до сверхнизких температур. Изменив трехмерную структуру графена, ученые смогли превратить «обычный» графен в магнитный графен, что само по себе позволяет использовать этот необычный материал в различных областях.

    Наиболее значимое и наиболее интересное применение графена – это возможность генерировать электрический ток. В условиях ограниченности на Земле запасов ископаемого топлива и ускоряющейся динамики повышения спроса на электроэнергию, создание генерирующих мощностей с использованием графена представляет собой одну из приоритетных позиций развития энергетического сектора.

    Самое захватывающее открытие касается того, что многие физики, в том числе знаменитый Ричард Фейнман, всегда считали невозможным, а именно — найти способ получения энергии за счет движения самих частиц. Уникальность графена в том, что это единственный материал, колебания атомов которого приводят к возникновению «графеновой» волны, которая видна под микроскопом с большим разрешением. Сейчас в научном мире считается доказанным, что графен не может существовать в 2D-плоскости, он должен вести себя как 3D-материал для обеспечения необходимой стабильности. «Лазейкой» является смещение подвижных атомов, что и придает графену свойства третьего измерения. Иными словами, графен никогда не был 100 % плоским — он вибрировал на атомарном уровне так, чтобы его соединения не подвергались спонтанному распаду. Группа физиков Манчестерского университета под руководством Пола Тибадо доказала, что дело в так называемых «полетах Леви» — шаблонах небольших случайных колебаний, сочетающихся с внезапными, резкими сдвигами. В атомном масштабе физики видели их впервые. Измеряя скорость и масштаб этих графеновых волн, Тибадо предположил, что их можно использовать для извлечения энергии из окружающей среды, — «Это ключ к использованию движения 2D-материалов в качестве источника неиссякаемой энергии. Тандемные вибрации вызывают рябь в листе графена, что позволяет извлечь энергию из окружающего пространства, используя новейшие нанотехнологии».

    Исследователи из Массачусетского технологического института также работают над созданием устройства на основе графена, которое может преобразовывать окружающие терагерцевые волны в постоянный ток. «Мы окружены электромагнитными волнами в терагерцовом диапазоне», — говорит ведущий автор Хироки Исобе, постдок в Лаборатории исследования материалов MIT. «Если мы сможем преобразовать эту энергию в источник энергии, который мы можем использовать для повседневной жизни, это поможет решить энергетические проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас».

    Манчестерский университет и Массачусетский технологический институт хорошо известны в мире в качестве учебных и научных учреждений, однако задача создания источников энергии на основе применения графена, которую они ставят в качестве научной цели исследований, давно уже решена частной научно-исследовательской компанией Neutrino Energy Group во главе с математиком Holger Thorsten Schubart, который еще в 2014 году на ежегодно проводимом в Германии Bundespresse Bal объявил о разработке Neutrinovoltaic технологии, позволяющей преобразовывать энергию окружающих полей излучений невидимого спектра, включая кинетическую энергию нейтральных частиц нейтрино, имеющих массу, а также теплового (броуновского) движения атомов графена, входящего в состав многослойного наноматериала, в электрический ток, опередив научных и технических конкурентов и зафиксировав собственный приоритет. Основа технологии – многослойный наноматериал из чередующихся слоев графена и легированного кремния, наносимых послойно на металлическую фольгу. Колебания атомов графена, вызывающие появление «графеновых» волн за счет взаимодействия магнитного и электрических полей, вызывают появление электродвижущей силы в каждом слое графена.

    Движение электронов в одном направлении достигается путем нанесения пленочных покрытий каждого слоя легирующими элементами, создающими p-n переход, пропускающий электрический ток только в одном направлении, т.е. возникает эффект тонкопленочного диода. Многослойность наноматериала обеспечивает решение задачи по получению максимально возможной электрической мощности с единицы поверхности, так как один слой графена не может обеспечить достаточную мощность для промышленного применения. В настоящее время с пластины 200х300 мм удается получить напряжение 1.5 В и силу тока 2 А. Электрогенерирующий блок брутто-мощностью 7 кВт, состоящий из таких пластин, имеет размер 800х400х600 мм. О пути, пройденном от идеи до изобретения и внедрения Holger Thorsten Schubart рассказал в интервью:

    На сегодняшний день графен, по-видимому, является лучшим кандидатом для производства чистой энергии. Первым промышленный выпуск Neutrino Power Cubes бестопливных генераторов начнет завод в Швейцарии, который практически закончил техническую реконструкцию для начала работы. Консорциум инвесторов принял решение о строительстве в Корее гига-фабрики по выпуску Neutrino Power Cubes, запуск производственных мощностей планируется в конце 2024 года с целью достигнуть ежегодного выпуска генераторов к 2029 году общей мощностью 30 ГВт. На финишной прямой переговоры с еще рядом стран о строительстве подобных мощностей.

    По информации https://www.techcult.ru/technology/12408-elektrogeneraciya-na-osnove-grafena

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

20.06.2023
13:52

Звёзды из вторсырья: найдена галактика, которая создаёт светила из того, что выбросила другая галактика

20.06.2023
13:00

«Джеймс Уэбб» исключает наличие плотной атмосферы из углекислого газа у TRAPPIST-1 c

20.06.2023
12:35

ЦЕРН будет сотрудничать с другими институтами в строительстве гравитационно-волновых обсерваторий

20.06.2023
12:23

Двойной квазар переквалифицировали в гравитационно линзированный квазар

19.06.2023
16:48

Астрономы обнаружили коричневый карлик, половина которого горячее Солнца

19.06.2023
14:47

Астрономы открыли древнейшее звездное скопление в Магелановых Облаках

19.06.2023
14:20

Определена перспективная область космоса для поиска инопланетян

19.06.2023
14:13

Несмотря на токсичную поверхность, на Венере все же может быть жизнь

19.06.2023
13:46

Фибоначчи и растительная эволюция: неожиданный поворот

<< 191|192|193|194|195|196|197|198|199|200 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList