Графеновые схемы станут «вечным двигателем»
Эти устройства способны вырабатывать энергию в неограниченных количествах, но пока в малых объемах.
Батареи для небольших устройств рискуют стать анахронизмом в ближайшие годы — их заменят графеновые схемы, которые могут стать бесконечным источником энергии.
Ученые смогли получить энергию из теплового движения графена при комнатной температуре, что станет неисчерпаемым источником энергии для небольших устройств.
При этом подходе используется рябь нанометрового размера — броуновское движение частиц, обнаруженное в графене, в результате которого появляется электрический ток. «Схема сбора энергии на основе графена может быть встроена в микросхему, чтобы обеспечить чистое, безграничное низковольтное питание для небольших устройств или датчиков», — говорит физик Пол Тибадо из Университета Арканзаса.
Исследование основывается на предыдущей работе той же лаборатории, в ходе которой ученые выяснили, что отдельно стоящий графен колеблется и изгибается, и это свойство можно использовать для получения энергии. «Происхождение этой ряби нанометрового размера пока остается загадкой», — пишут исследователи в своем отчете, отмечая, что рябь графена, похоже, возникает из-за взаимодействия субатомных частиц в материале.
При разработке системы ученые использовали в цепи два диода, которые преобразуют переменный ток (AC) в постоянный (DC). Это позволяло току проходить через цепь в обоих направлениях, по разным путям.
В результате возникает пульсирующий постоянный ток, который может питать небольшие электронные устройства, а конструкция системы с двумя диодами помогает увеличить мощность передаваемой энергии. «Мы обнаружили, что поведение диодов при включении-выключении и переключении увеличивает мощность, а не снижает ее, как считалось ранее, — говорит Тибадо. — Скорость изменения сопротивления дает дополнительный фактор мощности».
Оказалось, что между графеном и схемой существует некая симбиотическая установка, которая позволяет избежать конфликта, вызываемого вторым законом термодинамики, поддерживая температуру и препятствуя передаче тепла. Другими словами, ток, протекающий в резисторе, не нагревает его.
Теперь осталось придумать, как использовать новую систему на практике и накапливать получаемую энергию в конденсаторе для последующего использования.
Однажды новая технология может заменить маломощные батареи, что откроет эру действительно возобновляемых источников энергии, не требующих замены.
