"ENERGY NEUTRINO" - công nghệ phát điện miễn phí

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Liên quan đến những thay đổi khí hậu toàn cầu trong những thập kỷ gần đây, trong số những thứ khác, gây ra bởi lối sống thiếu trách nhiệm và thiển cận của con người, câu hỏi về sự phát triển của công nghệ mới và việc tạo ra các vật liệu mới không chỉ mang lại cuộc sống thoải mái cho con người, mà còn có thể làm giảm triệt để tác động tiêu cực của cuộc sống con người đối với môi trường sống của chính mình.

Tác động của hoạt động của con người đối với khí hậu là một chủ đề nhiều thành phần và rất phức tạp, bao gồm cả việc xử lý chất thải của con người và việc từ chối đốt nhiên liệu hóa thạch để tạo ra điện và sử dụng cho động cơ đốt trong.

Từ lâu đã có một cuộc thảo luận trong cộng đồng khoa học về việc thực sự tạo ra điện từ các hạt neutrino vũ trụ như thế nào. Một bên khẳng định một cách tích cực rằng dòng neutrino vũ trụ xuyên qua bề mặt Trái đất là ổn định cả ngày lẫn đêm, bất kể thời tiết và thời gian trong năm, và nếu các nhà khoa học đã học được cách lấy điện từ quang phổ bức xạ nhìn thấy được (ánh sáng mặt trời) thì có thể nhận được dòng điện từ phổ bức xạ không nhìn thấy được (chẳng hạn như neutrino vũ trụ) hoặc các loại bức xạ khác. Và câu hỏi chỉ nằm ở việc tạo ra các vật liệu mới cho phép chuyển đổi năng lượng của neutrino thành dòng điện.

Những người bi quan cho rằng mặc dù giải Nobel Vật lý được trao vào năm 2015 cho bằng chứng thực tế là neutrino có khối lượng, nhưng khối lượng này rất nhỏ (nhẹ hơn nhiều so với electron). “Nếu chúng ta giả định rằng năng lượng có thể thu được từ neutrino, thì hai câu hỏi nảy sinh: với mức giá nào và liệu nó có thực tế không? Nói một cách đơn giản, tính khả thi về kinh tế và kỹ thuật phải được chứng minh, Giáo sư Yehia Khalil, Đại học Yale, Hoa Kỳ và Nghiên cứu viên, Đại học Oxford, Anh cho biết. Ông cùng với Jacques Roturier từ Đại học Bordeaux - “Thí nghiệm Khối băng là một minh chứng xuất sắc khác về sự tương tác cực nhỏ của neutrino với vật chất. Có, một số năng lượng được chuyển trong quá trình này. Nhưng không có cơ hội nhận đủ năng lượng để tạo ra điện ngay cả khi nấu một quả trứng. Nhưng các nhà lý thuyết khoa học chủ yếu nghiên cứu nền tảng cơ bản của vật lý neutrino chứ không phải ứng dụng của chúng, đúng không?

Cần lưu ý rằng trong những năm gần đây, rất nhiều ấn phẩm đã xuất hiện mô tả các nghiên cứu được thực hiện về chủ đề này. Và khi phân tích các công bố của các nhà khoa học từ các quốc gia khác nhau, chúng ta có thể kết luận rằng cách sử dụng hạt neutrino vũ trụ để tạo ra năng lượng nằm trong việc tạo ra các vật liệu có độ rung nguyên tử tăng lên. Trên tạp chí Nature, giáo sư Vanessa Wood và các đồng nghiệp của ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) giải thích những quá trình nào gây ra dao động nguyên tử khi vật liệu ở kích thước nano và làm thế nào kiến thức này có thể được sử dụng để phát triển một cách có hệ thống vật liệu nano cho nhiều ứng dụng khác nhau. Công bố cho thấy rằng khi vật liệu được sản xuất với kích thước nhỏ hơn 10–20 nanomet, tức là mỏng hơn tóc người 5000 lần, thì dao động của các lớp nguyên tử bên ngoài trên bề mặt của các hạt nano sẽ lớn và đóng một vai trò quan trọng trong việc vật liệu hoạt động. Tất cả các vật chất đều được tạo thành từ các nguyên tử dao động. Những dao động nguyên tử này, hay "phonon", chịu trách nhiệm về cách điện tích và nhiệt được truyền trong vật liệu.

Đồng thời, việc sử dụng cấu trúc nano graphene trong việc tạo ra công nghệ mới đang thu hút sự chú ý gần nhất. Nhưng để hiểu rõ hơn về các vật liệu hiện đại như cấu trúc nano graphene và cải thiện chúng cho các thiết bị trong công nghệ quang học, nano và lượng tử, điều quan trọng là phải hiểu cách các phonon - sự rung động của các nguyên tử trong chất rắn - ảnh hưởng đến các đặc tính của vật liệu như thế nào. Công trình vừa được công bố cho thấy các nhà khoa học từ Đại học Vienna, Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến (AIST) ở Nhật Bản, JEOL và Đại học La Sapienza ở Rome đã phát triển một kỹ thuật có thể đo tất cả các phonon có trong một vật liệu có cấu trúc nano. Do đó, lần đầu tiên, họ có thể thiết lập tất cả các chế độ dao động của graphene tự trị, cũng như sự mở rộng cục bộ của các chế độ dao động khác nhau trong sợi nano graphene. Phương pháp mới này, mà họ gọi là "ánh xạ q lớn", mở ra những khả năng hoàn toàn mới để thiết lập sự mở rộng phonon theo không gian và xung động trong tất cả các vật liệu hiện đại có cấu trúc nano cũng như hai chiều. Những thí nghiệm này mở ra những khả năng mới để nghiên cứu các chế độ rung cục bộ trên quy mô nanomet xuống các lớp đơn cụ thể.

Biểu diễn giản đồ của dao động mạng cục bộ trong graphene, được kích thích bởi mặt sóng của các electron truyền nhanh. (Tín dụng hình ảnh: © Ryosuke Senga, AIST)

Tuy nhiên, các nhà khoa học thuộc Tập đoàn Năng lượng Neutrino dưới sự lãnh đạo của nhà toán học và doanh nhân người Đức Holger Schubart đã tiến xa nhất trong việc triển khai thực tế những phát triển mới nhất về vật liệu dựa trên graphene để sản xuất năng lượng. Sử dụng nhiều năm phát triển lý thuyết và thực tế, một vật liệu phủ nhiều lớp với độ dày cỡ nano dựa trên graphene và silicon pha tạp chất đã được tạo ra, có khả năng tạo ra dòng điện một chiều dưới tác động của không chỉ neutrino vũ trụ mà còn cả các loại bức xạ khác, chẳng hạn như điện tử, Ví dụ. Việc pha tạp chất của các lớp phủ được thực hiện để tăng dao động của nguyên tử.

Dưới tác động của neutrino năng lượng cao vũ trụ và các bức xạ khác, dao động nguyên tử được khuếch đại, dẫn đến cộng hưởng, được truyền đến lá kim loại, và năng lượng thu được được chuyển thành năng lượng điện. Hơn nữa, đối với quá trình chuyển đổi từ dao động nguyên tử sang cộng hưởng, nó đủ để nhận rất ít năng lượng từ neutrino vũ trụ nhờ vào vật liệu cải tiến đa lớp được tạo ra.

Về ý kiến của Giáo sư Yehia Khalil nêu trên, Hội đồng Khoa học của Nhóm Năng lượng Neutrino ghi nhận như sau: “Theo ước tính của chúng tôi, chi phí sản xuất loại năng lượng này sẽ thấp hơn đáng kể 50% chi phí sản xuất các loại năng lượng khác của năng lượng, và ở quy mô công nghiệp thực sự lớn, có lợi hơn nhiều."

Ngoài ra, nguồn điện rất nhỏ gọn, không tốn chi phí vận hành và bảo dưỡng. Ví dụ, một tờ giấy bạc có kích thước A-4, được bao phủ bởi một lớp hạt nano pha tạp chất đặc biệt, cung cấp công suất điện đầu ra ổn định trong điều kiện phòng thí nghiệm là 2,5-3,0 W. NEUTRINO POWER CUBE®, được thiết kế để tạo ra điện với công suất từ 4,5 đến 5,5 kW / h, sẽ có kích thước nhỏ gọn của một “nhà ngoại giao”.

Nguyên lý hoạt động có thể được so sánh với tế bào quang điện, nơi ánh sáng (phổ bức xạ nhìn thấy được) được chuyển hóa thành năng lượng. Ưu điểm và sự khác biệt chính của NEUTRINO POWER CUBE® nằm ở chỗ năng lượng có thể được tạo ra liên tục 24 giờ một ngày, kể từ khi bức xạ nền (phổ bức xạ không nhìn thấy được) đến Trái đất ngay cả trong bóng tối hoàn toàn.

Kích thước và dữ liệu đầu ra như vậy cho phép nguồn dòng điện neutrino Neutrino Power Cube® được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị và dụng cụ khác nhau, cho phép sử dụng trong xe điện và sản xuất điện công nghiệp.

Bình luận về cuộc tranh luận gay gắt trong cộng đồng khoa học và báo chí, Giám đốc điều hành Tập đoàn Năng lượng Neutrino, Holger Schubart, chỉ trích mức độ mà công chúng vẫn còn trong bóng tối, mặc dù thực tế là trạng thái kiến thức hiện tại trong lĩnh vực vật lý hạt neutrino mang lại những khả năng thực tế. để giải quyết các vấn đề hiện đại với các cách tiếp cận hoàn toàn mới … Các nhà khoa học của công ty cho biết: “Các hạt của bức xạ phổ vô hình chắc chắn có thể cung cấp cho con người nhiều năng lượng hơn bất kỳ nguồn tài nguyên hóa thạch nào đang bị cạn kiệt trên khắp thế giới. Theo ý kiến của họ, nghiên cứu hiện tại nên tập trung vào trường năng lượng khổng lồ phía trên chúng ta, mà chúng ta sẽ cần sử dụng trong tương lai, thay vì tiếp tục “đào đất”.

Bất chấp thực tế rằng Neutrino Energy Group là một liên minh nghiên cứu Đức - Mỹ, Holger Schubart chỉ trích tình hình ở Đức: “Đức đang tụt hậu trong nghiên cứu ứng dụng toàn cầu. Những khám phá quan trọng trong lĩnh vực vật lý neutrino vẫn chưa đến với môi trường nghiên cứu của Đức - trái ngược với Hoa Kỳ và nhiều nước khác trên thế giới, nơi chúng đã thuộc về tri thức được công nhận. Tất nhiên, sẽ rất thú vị nếu biết neutrino đến từ đâu, và tất nhiên, rất thú vị khi ghi lại các chuyển động của neutrino ở Nam Cực - thực tế là ở phía bên kia của thế giới - và đôi khi "bắt" được ít nhất một hạt, nhưng KHÔNG nên ưu tiên sử dụng hàng triệu phương tiện "Nghiên cứu" - mục tiêu thực sự của khoa học không được bỏ qua - mục tiêu này, theo Schubart, là tìm kiếm và có được kiến thức thực tế để làm cho thế giới trở nên tốt đẹp hơn và trong trường hợp cụ thể này, để tìm cơ hội sử dụng phổ vô hình năng lượng cao của bức xạ mặt trời và vũ trụ để tạo ra năng lượng.

Thông tin chi tiết hơn có thể được lấy: