Получаването на полезна енергия от случайни флуктуации в системи в термично равновесие е отдавнашно предизвикателство.

Когато една система е в топлинно равновесие, частиците на системата са в постоянно движение поради своята топлинна енергия. Тези частици се движат произволно, сблъскват се една с друга и обменят енергия, но нейното общо разпределение остава стабилно.

Предизвикателството да се оползотвори енергията от това безпорядъчно движение се състои в това да се насочи тази присъща енергийна случайност към контролиран и използваем резултат, пише Interesting Engeneering, като добавя:

„Сега екип от учени, ръководен от Пол Тибадо от Университета в Арканзас, е открил начин да използва енергията от топлинните флуктуации в графена. Екипът е постигнал това, като е свързал уникална схема със свободно стоящ графен - графитен лист с дебелина един атом“.

Откриха свещения граал на енергийните мрежи. Може биОткриването на практичен свръхпроводник би довело до революция в сферата


Говорейки за мотивацията на екипа да изследва тази тема, Тибадо казва в съобщение за пресата: "Мисля, че хората се страхуваха малко от темата заради Файнман. Така че всички просто казаха: Няма да се докосвам до това. Но въпросът просто продължаваше да изисква вниманието ни".

Полезна работа и противопоставяне на Файнман

Пътят на изследването започва с поставянето под въпрос на предположение, направено от физика Ричард Файнман през 60-те години на миналия век.
В лекциите си той твърди, че извличането на полезна работа от Брауновото движение е невъзможно, особено когато системите са с една и съща температура (топлинно равновесие). Въпреки това екипът, провел това изследване, включително първият автор Пол Тибадо, открива нещо важно, което е било пропуснато.

Настоящото им изследване се основава на десетгодишно проучване на екипа, когато Тибадо и съавторът му Прадип Кумар забелязват нещо интересно за свободно стоящия графен - графеновият материал естествено образува пулсации по повърхността си.

Тези пулсации се държат като малки вълни, които се движат нагоре-надолу в отговор на промените в околната температура.

Тибадо и екипът му проектират уникална схема за извличане на енергия от тези вълнички. Схемата се състои от съединение, последвано от два диода, свързани в опозиция с нелинеен резистор. Диодът е електронен компонент, който позволява протичането на ток само в една посока.

Да изпревариш светлината - учени от CERN са напът да опровергаят Айнщайн Това поставя на карта точността на може би най-известната формула в историята E=m.c2


Конструкцията на веригата е избрана така, че да се преодолее условието, поставено от втория закон на термодинамиката, който гласи, че не може да се събере полезна енергия, когато и веригата, и пулсациите са в топлинно равновесие, дори ако бъде използван диод.

Използвайки уникалната конфигурация с два диода, екипът установява, че може да забави процеса.

Тъй като веригата взаимодейства с частиците в брауново движение, тя временно нарушава равновесието, което позволява протичането на ток между диодите и зареждането на кондензаторите за съхранение. Целият този процес протича при спазване на първия и втория закон на термодинамиката.

Графенов енергосъбирач

Ангажиментът на Тибадо за разкриване на потенциала на свойствата на графена надхвърля теоретичната сфера. Усилията му са насочени към създаването на практическо приложение, известно като Graphene Energy Harvester (GEH).

Тази технология има за цел да използва уникалната гъвкавост на графена, като му позволява да улавя енергия от околната среда и потенциално да революционизира устойчивите енергийни решения.

Осем изобретения от Стокхолм, които промениха светаСтокхолм има дълга история на иновации, креативност и изобретателност. The Local класира осем от тях, които наистина промениха света


NTS Innovations, компания с фокус върху нанотехнологиите, притежава изключителен лиценз за разработване на тази технология с търговска цел. GEH, използвайки уникалните свойства на графена, обещава масово производство върху силициеви чипове.

Тези малки GEH вериги могат да революционизират безжичните сензори и устройства, особено в среди, където подмяната на батериите е неудобна или скъпа.

По повод изследванията на Тибадо Доналд Майер, главен изпълнителен директор на NTS Innovations, заявява: "Изследванията на Пол затвърждават убеждението ни, че сме на прав път с графеновото събиране на енергия. Оценяваме високо партньорството си с Университета на Арканзас при въвеждането на тази технология на пазара."

Това изследване оспорва дългогодишно предположение за събирането на енергия от Брауново движение при термично равновесие.