Группа ученых из Университета Арканзаса разработала электросхему, которая способна преобразовывать в электроэнергию тепловое движение графена. Как отмечает ведущий исследователь проекта профессор физики Пол Тибадо, такую систему можно встроить в микросхему, чтобы обеспечить практически неограниченное получение электричества, например, для питания низковольтных устройств и датчиков.
Результаты последнего исследования подтверждают разработанную три года назад физиками Арканзасского Университета теорию о том, что благодаря своим постоянным колебаниям свободный графен, то есть двумерный кристалл из одиночного слоя атомов углерода, может использоваться как источник энергии.
Хотя такое заключение звучит спорно, так как согласно утверждению американского ученого Ричарда Филлипса Фейнмана, тепловое движение атомов не может выполнять работу, исследователи под руководством Тибадо обнаружили, что свободный графен генерирует переменный ток.
Так как возможность сбора энергии броуновского движения с использованием единственного диода, пропускающего ток только в одном направлении, была опровергнута физиком Леоном Бриллюэном еще в 50-х годах XX века, Тибадо и его коллеги создали электросхему с двумя полупроводниками.
Они расположены так, что позволяют току протекать в противоположных направлениях, но по разным участкам схемы. Благодаря этому получилось преобразовать переменный ток графена в импульсный постоянный, который выполняет работу, нагревая нагрузочный резистор.
Новая электросхема способствует увеличению передаваемой мощности. Это явление достигается за счет изменения сопротивления цепи, вызываемого отпиранием и запиранием диодов. Причем раньше считалось, что переключение полупроводников создает противоположный эффект, то есть снижает мощность.
Чтобы обосновать обнаруженные особенности функционирования диодов, ученые использовали знания из относительно новой области физики стохастической термодинамики. При этом они расширили теорию Найквиста, созданную почти 100 лет назад.
Исследователи отмечают, что графен и электросхема всегда имеют одинаковую температуру, то есть не передают тепло друг другу. Это свидетельствует о том, что устройство функционирует в полном соответствии со вторым законом термодинамики.
Так как графен колеблется относительно медленно, то индуцируемый с его помощью ток обладает малой частотой. Это является дополнительным преимуществом системы, так как электроника при низкочастотном токе работает более эффективно.
Следующая задача ученых определить возможность накопления в конденсаторе постоянного тока, создаваемого в электросхеме. Для этого необходимо создать аналогичное устройство миниатюрного размера. Если удастся разместить миллионы подобных электросхем, получающих энергию из графена, на пластине кремния площадью всего 1 мм2, то такой микросхемы будет достаточно для полноценной замены небольшой обычной батарейки.
Источник: news.uark.edu
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Компания Satellite Vu из Великобритании намерена вывести на околоземную орбиту семь аппаратов с инфракрасными датчиками температуры, которые должны сыграть важную роль в борьбе с глобальным потеплением на снимках со спутников будут отчётливо видны источники утечки тепла в домах, офисах и городах в целом
В течение многих лет различные компании обещают разработать водородные двигатели, утверждая, что водород это чистое топливо будущего. При этом особого прогресса в этом отношении ранее не наблюдалось.
Но такая ситуация может скоро измениться согласно заявлению, на днях опубликованному японскими автопроизводителями, Toyota и Yamaha объединили свои усилия для разработки V-образного 5,0-литрового
Международная группа ученых под руководством представителей Лундского университета в Швеции показала, как солнечная энергия может преобразовывать углекислый газ в топливо с использованием передовых материалов и сверхбыстро
Как известно, основное назначение фотоэлементов это преобразование света в энергию, но китайские ученые доказали, что их также можно использовать для обеспечения подводной беспроводной оптической связи с высокоскоростной передачей данных. Новый подход, в котором в качестве детекторов используется масс
