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“电人”时代的创新和突破性概念:从环境中汲取能量

Oct 29, 2021 7:01 PM EST

我们生活在一个没有电的世界是不可想象的”霍莫电”时代。日常生活的方方面面几乎都依赖于壁插座提供的能量。另一个引人入胜的方面是科学内部:研究人员一直在研究一项突破性的新技术,这项技术将在不远的将来彻底改变世界能源供应。所谓的中微子能量采集系统将在不远的将来发挥传统充电电池的作用。他们将能够为任何电子产品供电,这是一个独特的特点。正如中微子能源集团首席执行官霍尔格·托尔斯滕·舒巴特所说,现在是”完美电力”的时候了。 中微子能量采集系统肯定会决定未来,尽管最初的主要重点将是为小型设备、传感器和微控制器供电。单单用于中微子采集系统的半导体销售就可带来数十亿美元的收入。这是塞米科研究公司的研究结果。 基本原则很简单:能量可以从无线电波、振动、热或光等各种来源获得。 这些可以是自然或人工来源。在转换器的帮助下,它们被转换成电流。这种转换器可以是光伏电池以及热电发生器或中微伏技术的微振动。 此外,为了实现最佳能量转换,还需要一个整流器和电路。能量采集系统和中微子电源立方体直接从环境中获取能量,并将其转化为电流。它们已经可用于所有功率要求低的设备,如传感器或发光二极管。在不久的将来,这种系统应该能够为任何电气设备供电,因为新技术是可扩展的,根据需求,就像光伏一样。 迄今为止,问题一直是在保持恒定的电力供应的同时最大限度地提高效率的挑战。到目前为止,已考虑为此目的使用能耗最低的设备。过去几年来,在这方面,节能模式得到了改进。同样重要的是:在立即使用之外还必须尽量减少耗电量。特别是,设备的怠速功耗很重要,应尽可能低。 当然,可充电电池将继续用于缓冲闲置阶段以外的能量峰值。然而,目标是中微子能量采集系统最终将完全取代可充电电池。具有低电流、低起始电压和高集成能力的电气设备将很快能够从该系统中受益。例如,这些包括所有最新一代的手机。 所谓的智能电源管理在这里起着极其重要的作用。 技术设备的开发人员进行精确分析,以平衡中微子细胞产生的能量与功率需求。根据当前条件,可以考虑软件或硬件控制选项。此类电池的电压因负载电流而异。长期目标是很快能够完全用这种系统更换电池。 全世界正在开展能源管理领域新工艺和技术的研究和工作。未来的电器将消耗越来越少的电力。因此,中微子能量电池(能量采集)的重要性将迅速增加。但是它们究竟如何被使用呢?电动汽车最近发挥了很大的作用。不幸的是,充电时间仍然相当长:一个主要缺点。在中微子技术的帮助下,只使用其他电源,所有这些动力源都内置于电动汽车的车身中,并从环境中提取能量。这一发展不是乌托邦,而是已经在研究之中。 中微子物理学家将这项技术描述为:我们开发中最重要的东西是纳米材料,总厚度为10-20纳米,我们能够生产出来。它由石墨烯的交替层和掺杂的硅组成,应用于形成电生成板的金属箔的一侧。使用纳米材料的铝箔侧是正极,铝箔的另一侧是负极。这允许将发电板放在彼此之上,通过将它们压在一起形成动力电池,可以串联这些板的”堆栈”。  中微子功率立方体可以由一个或多个串联和/或并行连接的单元格组成。这取决于个人客户的要求。有必要强调,中微子动力立方体的主要优点之一是其紧凑性;目前,1立方米的密密麻麻的纳米材料在23.7°C的室温下以数学方式提供约36千瓦的功率。  事实上,石墨烯中的电子感觉它们之间的力是相等的,这意味着任何传入的能量都会对称地向四面八方消散电子。我们花了很长时间试图找出创建直流所需的时间。这种纳米材料必须没有杂质,这样电子才能在纳米材料中流动,而不会散射其中的不规则性。我们发现石墨烯是理想的材料。我们的结论是,麻省理工学院材料研究实验室的Hiraki Isobe同时证明了这种效应机制,即当相对纯石墨烯与纳米材料的额外掺杂作用一起使用时,传入的电磁辐射和中微子电流会导致一个方向的失真,即打破材料的内部对称性,物理学家称之为”反转”。整体效应是物理学家所说的”倾斜散射”,电子云将它们的运动偏向同一方向。如果石墨烯中的杂质太多,它们会充当电子云的障碍物,迫使它们向四面八方散射,而不是像一样移动。 当电力首次被发现时,又过了100年,它才被经济地使用。 除其他事项外,西门子开发的基于发电机的电动力学原理也广为人知。它们能够将动能转化为电能,因此被认为是工业发展的一个里程碑。今天,电动汽车的发展仍在继续。自2021年以来,所谓的”Car Pi”电动汽车的实现正在全面展开,并正在由德国和印度共同研发。其特点是,它不像所有其他电动汽车那样从充电站获取能量,而只是直接从中微子伏的环境中获取能量,使其绝对独立于化石燃料燃烧产生的电力。 今天,我们处于人类电工时代。 太阳能技术已经创造了一个新时代,即利用辐射。与此同时,研究人员还发现辐射范围不可见,从而为转炉的生产做好准备。这两种技术都能够使电子在为此目的准备的材料中运动:换句话说,没有发电机的能量转换。这可能彻底改变整个世界的能源供应。第一个中微子能量电池,也被称为中微子能量立方体,是进入一个新的电子时代,不需要使用化石燃料的一步。汽车皮电动车利用了这一点。这一关于这种电动汽车发展的消息是在印度举行的多功能电子材料和加工国际会议(MEMP 2021)上宣布的。印度纳兰达大学校长维贾伊·潘杜朗·巴特卡尔博士在会上正式宣布签署合作备忘录。维杰·潘杜朗·巴特卡尔是印度政府高性能计算计划的世界知名开发者,也是PARAM超级计算机的创造者。 该备忘录旨在建立世界领先的电子材料研发中心之一、印度C-MET科学中心和中微子能源集团之间的伙伴关系。这家总部位于柏林的德美公司已经开发出将能源从环境转化为电力的技术。中微子能源集团首席执行官霍尔格•托尔斯滕•舒巴特(Holger ThorstenSchubart)表示:”这一全新的、独特的智能联盟可能会在能源生产和汽车技术领域启动革命性流程。 该项目的财政支持主要来自印度政府。备忘录是开发汽车皮的所有资源的基础。 科学家们将在材料科学、电子和二元材料、中微子能量转换和应用设备开发等领域进行合作。可为执行该项目提供25亿美元的预算,相当于21.2亿欧元。 印度政府教育、通信、电子和信息技术国务部长什里·桑贾伊·多特雷在2021年MEMP会议上表示,当今最优秀的科学家的聚集将彻底改变全世界的能源部门。因此,印度政府的支持可以牢牢地依靠。预计联合项目将解决两国的能源问题。 由于电子材料是所有电子设备的核心,在很大程度上决定了其功能,印度保证为开发新的和创新材料提供大量财政支持。备忘录小组还包括伦敦皇家化学学会研究员、电子技术材料中心(C-MET)联合创始人兼主任巴拉特·巴努达斯·卡莱博士。他强调,该备忘录对能源和材料领域的国际社会至关重要。 尽管技术基础已经在实验室中得到验证和测试,但在第一辆 Car Pi 上路之前还有很长的路要走。这是托尔斯滕·舒巴特目前的声明。这意味着自充电汽车Pi的发展需要进一步的研究。然而,自动充电电动汽车无疑将成为迄今为止汽车工程史上一个突破性的里程碑。 作者:亚历山大·沃克

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