211service.com
Postęp w nowym, potężnym sposobie wytwarzania energii elektrycznej
Około cztery lata temu naukowcy z Michaela Strano laboratorium inżynierii chemicznej w MIT pokrył krótki kawałek przędzy z nanorurek węglowych TNT i oświetlił jeden koniec laserem. Błysnął i płonął jak lont, demonstrując nowy sposób generowania elektryczności, która wytwarza fenomenalne ilości energii.
W tamtym czasie nikt nie rozumiał, jak to działa, i było tak nieefektywne, że było to niewiele więcej niż laboratoryjna ciekawostka, mówi Strano.
Teraz Strano odkrył podstawową fizykę, która pomogła jego zespołowi radykalnie poprawić wydajność — o 10 000 razy — i wytyczył ścieżkę do ciągłych, szybkich ulepszeń. Pewnego dnia generatory wykorzystujące to zjawisko mogą wydłużyć żywotność przenośnej elektroniki i sprawić, że samochody elektryczne będą równie wygodne jak konwencjonalne, zwiększając ich zasięg i umożliwiając szybkie tankowanie w ciągu kilku minut.
Sprawność dotychczas wykonanych urządzeń laboratoryjnych jest nadal niska w porównaniu z konwencjonalnymi generatorami. Najnowsze urządzenie Strano ma sprawność nieco ponad 0,1 procent, podczas gdy konwencjonalne generatory mają sprawność od 25 do 60 procent.
Ale Strano twierdzi, że mogą być przydatne w niektórych niszowych zastosowaniach, w których potrzebny jest nagły wzrost mocy. Strano mówi, że dalsze usprawnienia wydajności oznaczają, że wkrótce możliwe będą szersze zastosowania.
Nowe generatory wykorzystują zjawisko, które Strano nazywa falą energii cieplnej. Konwencjonalnym sposobem wytwarzania energii elektrycznej przez spalanie paliwa jest wykorzystanie ciepła do spowodowania rozprężania się gazów napędzających turbinę lub tłok. W systemie Strano, gdy paliwo spala się na całej długości jego nanorurek, fala spalania napędza elektrony, tworząc prąd elektryczny. Jest to o wiele bardziej bezpośredni i wydajny sposób wytwarzania energii elektrycznej, ponieważ nie są wymagane żadne turbiny ani konwencjonalne generatory.
Ponieważ nanogenerator działa na paliwach płynnych, które przechowują znacznie więcej energii niż baterie, istnieje nadzieja, że pozwolą one samochodom elektrycznym jechać znacznie dalej niż obecnie.
Jest to konfiguracja podobna do tej w silniku spalinowym, w której do komór spalania wtryskiwane są strumienie paliwa napędzające tłoki. Obwody energoelektroniczne mogą pobierać impulsy energii z kilku generatorów nanorurek i wygładzać je, wykorzystując je na przykład do napędzania silników elektrycznych w samochodzie. Zbiornik paliwa można było uzupełniać jak w konwencjonalnym samochodzie. A ponieważ nanorurki węglowe nie są zużywane w procesie, mogą być używane wielokrotnie.
Niedawno Strano odkrył, że przejście z nanorurek na płaskie arkusze nanomateriałów — takie jak grafen o grubości jednego atomu — poprawia wydajność. Kształtowanie arkuszy w celu ukierunkowania energii fali mocy termoelektrycznej również zwiększa wydajność.