"ENERGY NEUTRINO" - teknologji pa pagesë e prodhimit të energjisë

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-16 16:16

Në lidhje me ndryshimet klimatike globale në dekadat e fundit, të shkaktuara, ndër të tjera, nga një mënyrë e papërgjegjshme dhe dritëshkurtër e jetës njerëzore, çështja e zhvillimit të teknologjive të reja dhe krijimit të materialeve të reja që ofrojnë jo vetëm një jetë të rehatshme për një person., por gjithashtu mund të zvogëlojë rrënjësisht ndikimin negativ të jetës njerëzore në habitatin e vet.

Ndikimi i aktivitetit njerëzor në klimë është një temë me shumë komponentë dhe shumë komplekse, duke përfshirë si asgjësimin e mbetjeve njerëzore ashtu edhe refuzimin për të djegur lëndët djegëse fosile për të prodhuar energji elektrike dhe për ta përdorur atë për motorët me djegie të brendshme.

Prej kohësh ka pasur një diskutim në komunitetin shkencor se sa real është gjenerimi i energjisë elektrike nga grimcat kozmike të neutrinos. Njëra anë pohon pozitivisht se fluksi i neutrinos kozmike nëpër sipërfaqen e Tokës është i qëndrueshëm ditën dhe natën, pavarësisht nga moti dhe koha e vitit, dhe nëse shkencëtarët kanë mësuar se si të marrin energji elektrike nga spektri i dukshëm i rrezatimit (drita e diellit), atëherë ai është e mundur të merret rrymë nga spektri i padukshëm i rrezatimit (si neutrinot kozmike) ose lloje të tjera të rrezatimit. Dhe pyetja është vetëm në krijimin e materialeve të reja që do të lejonin shndërrimin e energjisë së neutrinos në rrymë elektrike.

Pesimistët argumentojnë se megjithëse çmimi Nobel në Fizikë u dha në vitin 2015 për vërtetimin e faktit se neutrinot kanë masë, kjo masë është shumë e vogël (shumë më e lehtë se elektronet). “Nëse supozojmë se energjia mund të merret nga neutrinot, atëherë lindin dy pyetje: me çfarë çmimi dhe a do të jetë praktike? E thënë thjesht, fizibiliteti teknik dhe ekonomik duhet të demonstrohet, thotë profesor Yehia Khalil, Universiteti Yale, SHBA dhe Hulumtues, Universiteti i Oksfordit, MB. Atij i bashkohet Jacques Roturier nga Universiteti i Bordeaux - “Eksperimenti i Kubit të Akullit është një tjetër demonstrim i shkëlqyer i ndërveprimit jashtëzakonisht të vogël të neutrinos me materien. Po, një pjesë e energjisë transferohet në këtë proces. Por nuk ka asnjë shans për të marrë energji të mjaftueshme për të prodhuar energji elektrike qoftë edhe për të gatuar një vezë. Por a janë shkencëtarët teoricienë që studiojnë kryesisht bazat themelore të fizikës së neutrinos, dhe jo aplikimet e tyre të aplikuara, apo jo?

Duhet theksuar se vitet e fundit janë shfaqur shumë botime që përshkruajnë kërkimet e kryera në këtë temë. Dhe kur analizojmë botimet e shkencëtarëve nga vende të ndryshme, mund të konkludojmë se mënyra për të përdorur neutrinot kozmike për të gjeneruar energji qëndron në krijimin e materialeve me dridhje atomike të shtuara. Në Nature, profesoresha Vanessa Wood dhe kolegët e saj në ETH (Eidgen? Ssische Technische Hochschule, Z? Rich) shpjegojnë se cilat procese shkaktojnë dridhje atomike kur materialet përmasohen në nanoz dhe se si kjo njohuri mund të përdoret për të zhvilluar sistematikisht nanomateriale për një sërë aplikimesh. Publikimi tregon se kur materialet prodhohen në përmasa më të vogla se 10-20 nanometra, domethënë 5000 herë më të holla se flokët e njeriut, dridhjet e shtresave të jashtme atomike në sipërfaqen e nanogrimcave janë të mëdha dhe luajnë një rol të rëndësishëm në mënyrën se si materiali sillet. Të gjitha materialet përbëhen nga atome që dridhen. Këto dridhje atomike, ose "fonone", janë përgjegjëse për mënyrën se si ngarkesa elektrike dhe nxehtësia transferohen në materiale.

Në të njëjtën kohë, përdorimi i nanostrukturave të grafenit në krijimin e teknologjive të reja po tërheq vëmendjen më të madhe. Por për të kuptuar më mirë materialet moderne si nanostrukturat e grafenit dhe për t'i përmirësuar ato për pajisjet në teknologjitë opto-, nano- dhe kuantike, është e rëndësishme të kuptojmë se si fononet - dridhja e atomeve në trupat e ngurtë - ndikojnë në vetitë e materialeve. Puna e sapo publikuar tregon se shkencëtarët nga Universiteti i Vjenës, Instituti i Avancuar i Shkencës dhe Teknologjisë (AIST) në Japoni, JEOL dhe Universiteti La Sapienza në Romë kanë zhvilluar një teknikë që mund të masë të gjitha fononet e pranishme në një material me nanostrukturë. Kështu, për herë të parë, ata ishin në gjendje të vendosnin të gjitha mënyrat vibruese të grafenit autonom, si dhe zgjerimin lokal të mënyrave të ndryshme vibruese në nanofibrat e grafenit. Kjo metodë e re, të cilën ata e quajtën "mapping-q i madh", hap mundësi krejtësisht të reja për krijimin e zgjerimit hapësinor dhe impulsiv të fononit në të gjitha materialet moderne të nanostrukturuara si dhe dydimensionale. Këto eksperimente hapin mundësi të reja për studimin e mënyrave lokale të dridhjeve në shkallën nanometrike deri në një shtresë specifike.

Paraqitja skematike e dridhjeve të rrjetës lokale në grafen, të ngacmuara nga fronti valor i elektroneve të shpejta të transmetuara. (Kredi i imazhit: © Ryosuke Senga, AIST)

Megjithatë, shkencëtarët nga Neutrino Energy Group nën udhëheqjen e matematikanit dhe biznesmenit gjerman Holger Schubart kanë avancuar më shumë në zbatimin praktik të zhvillimeve më të fundit në materialet me bazë grafeni për prodhimin e energjisë. Duke përdorur zhvillime shumëvjeçare teorike dhe praktike, u krijua një material mbulues shumështresor me trashësi nanoshkalle bazuar në grafen të dopuar dhe silikon, i aftë për të gjeneruar rrymë të drejtpërdrejtë nën ndikimin jo vetëm të neutrinos kozmike, por edhe të llojeve të tjera të rrezatimit, si elektrosmogu. për shembull. Dopingu i shtresave të veshjes u krye për të rritur dridhjet atomike.

Nën ndikimin e neutrinos kozmike me energji të lartë dhe rrezatimeve të tjera, dridhjet atomike përforcohen, duke çuar në rezonancë, e cila transferohet në fletë metalike dhe energjia që rezulton shndërrohet në energji elektrike. Për më tepër, për kalimin nga dridhjet atomike në rezonancë, mjafton të marrësh shumë pak energji nga neutrinot kozmike falë materialit inovativ shumështresor të krijuar.

Lidhur me komentet e profesorit Yehia Khalil të përmendura më sipër, Këshilli Shkencor i Grupit të Energjisë Neutrino vëren sa vijon: “Në vlerësimin tonë, kostoja e prodhimit të këtij lloji të energjisë do të jetë dukshëm më e vogël se 50% e kostos së prodhimit të llojeve të tjera të energjia, dhe në një shkallë industriale vërtet të madhe shumë më fitimprurëse."

Përveç kësaj, burimi i energjisë është shumë kompakt dhe nuk kërkon kosto operative dhe mirëmbajtjeje. Për shembull, një fletë petë e madhësisë A-4, e mbuluar me një shtresë të veçantë të dendur nanogrimcash të dopuara, siguron një fuqi elektrike dalëse të qëndrueshme në kushte laboratorike prej 2,5-3,0 W. NEUTRINO POWER CUBE®, i projektuar për të gjeneruar energji elektrike me një kapacitet prej 4,5 deri në 5,5 kW/h, do të ketë një madhësi kompakte të një "diplomati".

Parimi i funksionimit mund të krahasohet me qelizat fotovoltaike, ku drita (spektri i rrezatimit të dukshëm) shndërrohet në energji. Avantazhi dhe ndryshimi kryesor i NEUTRINO POWER CUBE® qëndron në faktin se energjia mund të gjenerohet vazhdimisht 24 orë në ditë, pasi rrezatimi i sfondit (spektri i rrezatimit të padukshëm) arrin në Tokë edhe në errësirë të plotë.

Këto dimensione dhe të dhëna dalëse lejojnë që burimi i rrymës së neutrinos Neutrino Power Cube® të përdoret gjerësisht në pajisje dhe pajisje të ndryshme, deri në përdorim në automjetet elektrike dhe prodhimin e energjisë industriale.

Duke komentuar debatin intensiv në komunitetin shkencor dhe shtypin, CEO i Neutrino Energy Group, Holger Schubart, kritikon shkallën në të cilën publiku mbetet në errësirë, pavarësisht nga fakti se gjendja aktuale e njohurive në fushën e fizikës së grimcave neutrino ofron mundësi reale. për zgjidhjen e problemeve moderne me qasje krejtësisht të reja … Grimcat e spektrit të padukshëm të rrezatimit sigurisht që janë në gjendje t'i furnizojnë njerëzit me më shumë energji ditë pas dite se çdo burim fosil në pakësim në mbarë botën, - thonë shkencëtarët e kompanisë. Sipas mendimit të tyre, kërkimet aktuale duhet të fokusohen në këtë fushë të madhe energjetike mbi ne, të cilën do të na duhet ta përdorim në të ardhmen, në vend që të vazhdojmë të "gërmojmë tokën".

Përkundër faktit se Neutrino Energy Group është një aleancë kërkimore gjermano-amerikane, Holger Schubart kritikon situatën në Gjermani: “Gjermania ka mbetur prapa në kërkimin e aplikuar global. Zbulime të rëndësishme në fushën e fizikës së neutrinove nuk kanë ardhur ende në mjedisin kërkimor gjerman - në kontrast me Shtetet e Bashkuara dhe shumë vende të tjera të botës, ku ato tashmë i përkasin njohurive të njohura. Natyrisht, do të ishte interesante të dinim se nga erdhën neutrinot dhe, natyrisht, është shumë interesante të dokumentohen lëvizjet e neutrinos në Polin e Jugut - praktikisht në anën tjetër të botës - dhe ndonjëherë "kap" të paktën një grimca, por KJO NUK duhet të jetë një prioritet në përdorimin e milionave "Kërkim" do të thotë - qëllimi i vërtetë i shkencës nuk duhet të neglizhohet - ky qëllim, sipas Schubart, është kërkimi dhe marrja e njohurive praktike për ta bërë botën një më të mirë. vend, dhe në këtë rast të veçantë, për të gjetur një mundësi për të përdorur spektrin e padukshëm me energji të lartë të rrezatimit diellor dhe kozmik për të gjeneruar energji.

Informacion më të detajuar mund të merret: