Графеновый генератор в микросхеме
Американский учёный японского происхождения Йочиро Цуримаки (Стэнфордский университет) провёл исследования, которые открывают путь к производству планарных микросхем, извлекающих энергию из пространства с использованием релятивистских явлений. Господин Цуримаки исследовал явление лучевого теплопереноса между двумя параллельными плоскими телами, находящимися друг от друга на малом расстоянии (нанометры).
Объясняем в двух словах (с дикими упрощениями). Если взять две пластины, расположить их параллельно друг другу и одну из них разогнать до высокой скорости, при радиационном переносе тепла между ними будет происходить смещение спектра тепловых фотонов (изменение частоты электромагнитной волны w). Количество передаваемой тепловой энергии будет меняться в зависимости от скорости V.
Явление заключается в том, что частота электромагнитных колебаний определяет энергию фотона, а для наблюдателя на неподвижной пластине принятая частота w окажется выше излучённой частоты w’. Допплеровское смещение, одним словом.
Судя по картинкам, Йочиро Цуримаки – женоненавистник. На стремительно движущееся тело он поместил наблюдателя-женщину, а на неподвижное – наблюдателя-мужчину. Видимо, Йочиро считает, что мужиков нужно беречь! Далее – серьёзно.
Как отмечает учёный, в идеале желательно обеспечить преимущественное излучение тепловой энергии вдоль направления движения пластины, но даже если этого не делать, результатом станет перенос тепла от холодного тела к тёплому, то есть структура заработает как тепловой насос.
Практическую возможность реализации эффекта даёт американское исследование плазмонов в графене. Графен, по которому идёт электрический ток, ведёт себя как быстро движущаяся структура – сказывается высокая групповая скорость (десятки и сотни километров в секунду) движущихся по поверхности фермионов Дирака.
Расчёты показывают, что коэффициент производительности графенового теплового насоса может доходить до трёх. То есть, условно говоря, на один милливатт потраченной электрической энергии будет приходиться три милливатта перекачанной тепловой энергии. Предлагаем читателю, способному на слух понять английскую речь с сильным японским акцентом, видеофрагмент с рассказом Йочиро Цуримаки.
Графеновый тепловой насос имеет смысл изготавливать с помощью планарных микроэлектронных технологий на пластине (кремниевой, сапфировой или стеклянной), соединяя тепловые нанонасосы параллельно для повышения мощности и последовательно для повышения разности температур. Для чего? Чтобы эффективно отводить тепло от микропроцессоров. Но у нас другая идея: на той же подложке расположить какой-либо термоэлектрический преобразователь, чтобы замкнуть тепловой цикл и получать электрическую энергию. Если этот преобразователь будет иметь эффективность хотя бы 50%, тогда вырабатываемое электричество превысит затрачиваемое на собственные нужды и мы получим интегральный генератор дешёвой энергии. Представьте себе: микросхема на печатной плате выдаёт напряжение для питания остальных микросхем.
В качестве эффективного преобразователя тепловой энергии в электрическую можно использовать разработку профессора физики Университета Арканзаса Пола Тибадо, о которой «Энергознание» уже рассказывало читателям (для перехода к статье щёлкните здесь). Чем хорош его вариант? Во-первых, эффективность достигает 50%. Во-вторых, в этом преобразователе тоже используется графен и полупроводниковые диоды, легко получаемые с помощью планарных микроэлектронных технологий.
Генератор Пола Тибадо работает на эффекте молекулярных тепловых колебаний (броуновском движении), раскачивающих графеновый листок – закреплённый по периметру электрод конденсатора. Середина графенового электрода прогибается то в одну, то в другую сторону, отчего ёмкость конденсатора постоянно меняется. Схема генерирует переменный ток стохастической природы, который выпрямляется диодами и подзаряжает конденсаторы C1 и C2.
Образно говоря, профессор Тибадо ухитрился приручить демона Максвелла – тот исправно сортирует низко- и высокоэнергетичные частицы. И хотя генератор работает без термодинамической разницы температур, то есть не требует перетока тепла от горячего тела к холодному, при подводе тепла извне он даёт больше энергии.
Таким образом, если предложенная идея будет реализована в виде микросхемы, её можно будет назвать броуновско-релятивистским генератором.
Теги: дешёвая энергия, безбатарейное питание электронных устройств, вечная графеновая батарейка, релятивистский тепловой насос, energy harvesting, free energy generator.
______________________________
Спасибо за ваши комментарии и лайки. Нам важно, что вы нас читаете.