Энергия графена

Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных в гексагональную двухмерную кристаллическую решетку. Первые эксперименты по получению графена начались менее десяти лет назад. В результате чего в 2010 году вручили Нобелевской премию за ‘’передовые опыты с двумерными материалом – графеном’’ А. Гейму и К. Новоселову. 

Графен обладает рядом уникальных физических свойств – сверхвысокой электрической и тепловой проводимостью, высокой механической прочностью и химической инертностью, а также почти 100% прозрачностью. Эти свойства позволили ученым создать при помощи графена контактные линзы-тепловизоры, детекторы одиночных нитей ДНК и несколько десятков видов сверхбыстрых транзисторов. Пока такие разработки носят единичный характер из-за проблем с массовым производством графена, но это временно.

Двумерную форму углерода  (графен) первое время после открытия называли невозможной, так как она, на первый взгляд, не соответствовала законам физики. Объяснить структуру удалось с помощью феномена Броуновского движения. Случайные колебания атомов углерода создают в материале подобие ряби, похожей на волны на поверхности океана. Эти движения позволяют графену существовать в двумерной форме.

Ученые из Университета Арканзаса решили использовать эти колебания как источник энергии. Как пишет New Atlas, физики создали устройство для сбора вибрационной энергии. Листы графена, покрытые отрицательно заряженными частицами, разместили между двумя металлическими электродами. Как только графен поднимался «волной» вверх, то верхний электрод становится положительно заряженным. Когда графен опускался, то такой же эффект оказывался на нижний электрод. В результате формировался переменный ток.

К сожалению, пока удалось получить незначительное количество энергии таким способом (порядка 10 пиковатт). Но если использовать листы большей площади, то можно получить энергии достаточно чтобы бесперебойно питать наручные часы.

24.11.2017









 
архив

подписка