Если рассматривать тематику энергетической трансформации в
аспекте её влияния на процессы в мобильной сфере, то в настоящее время
можно выделить два стратегических вектора развития транспорта будущего:
- Во-первых, электромобили. Выпускаемые в настоящее время
электромобили оснащаются большими аккумуляторными батареями,
составляющими основную долю их стоимости. Сегодня проводятся широкие
исследования по повышению ёмкости таких аккумуляторов, удешевлению их
стоимости и уменьшению размеров. Успешность продаж электромобилей в
настоящее время определяется в основном используемыми аккумуляторными
батареями, поскольку они являются самым дорогим компонентом
электромобиля, определяя цену электромобиля в продаже. Сегодня для
производителей электромобилей аккумулятор играет важную и
фундаментальную роль в определении того, какой автомобиль будет
представлен на рынке. Батареи также должны становиться всё более
экономичными, мощными, компактными и лёгкими. Однако это направление
инновационного развития не решает основную задачу - откуда получить
электроэнергию для компенсации повышенного спроса на неё? Это одно из
самых узких мест в проблематике широкого перехода на действительно
экологически чистые электромобили.
- Во-вторых, водород. Использование водорода в качестве топлива для
автомобилей является очень дорогим процессом и требует не только
серьёзных капиталовложений в инфраструктуру доставки, распределения и
хранения, но и в само производство водорода. Расчёты, произведённые
Центром компетенций НТИ "Новые и мобильные источники энергии",
показывают, что водородные автомобили станут выгоднее электромобилей на
аккумуляторах при цене на водород $3 за килограмм, при этом эксперты не
смогли назвать текущую цену водорода в РФ, так как рынка этого топлива
на сегодняшний день не существует. Перевести личный транспорт на водород
- нереально уже по причине того, что создание заправочной
инфраструктуры - дорогостоящее мероприятие, а вот существенная часть
городского пассажирского транспорта может перейти на водород в ближайшие
годы, так как весь транспорт возвращается ночью в парк на заправку, что
позволяет обходиться небольшим количеством заправочных станций.
Эксперты также стараются не затрагивать такой важный аспект любого
государства, как обороноспособность и способность государства защитить
свою энергосистему от атак террористов и в условиях локальных конфликтов
и военных действий. Перевод транспорта на электрическую тягу в
современной концепции, а также развитие IT отраслей и повышение
благосостояния людей, вызывает увеличение спроса на централизованную
электроэнергию (в 2 раза к 2050 году по сравнению к 2020 году). При
скоординированной атаке на объекты энергетической инфраструктуры может
наступить полный коллапс не только в электроснабжении, это затронет
непосредственно и сектор электротранспорта.
Возможно ли создать электромобиль, способный без подключения к
внешним зарядным устройствам самостоятельно генерировать электрический
ток, который обеспечит зарядку аккумуляторной батареи и создание тяговой
силы при его движении? Задача крайне амбициозная и сложная, но её
решение возможно только на основе использования наноматериалов и ее
решение обещает осуществить переворот в автоиндустрии.
Над созданием такого электромобиля уже несколько лет работает
немецко-американская компания Neutrino Energy Group, партнёром которой в
России является Благотворительный фонд имени Святителя Тихона,
миллиардные инвестиции которого и совместная с Neutrino Energy Group
инвестиционная программа в России по созданию предприятий полного цикла
для выпуска автономных электрогенерирующих источников позволит России
выдвинуться в первый ряд самых инновационно - ориентированных государств
и не на словах, а на деле приступить к реформированию энергетической
отрасли и выпуску Pi-Car электромобилей со встроенными в их корпуса
электрогенерирующими Neutrinovoltaic источниками тока.
Тщательный анализ доступных публикаций показывает, что сейчас
известен пока только один материал, способный преобразовывать энергию
окружающих электромагнитных и энергетических полей, включая поток
нейтрино, в электрический ток – графен.
Исследования, проведённые интернациональными научными центрами,
показывают, что графен способен преобразовывать проходящие через него
различные электромагнитные излучения, а также энергию нейтрино,
антинейтрино, терагерцевые волны, а также тепловые потоки в
электрический ток. Графен относится к 2D материалам, но в связи с
наличием шестигранной кристаллической решётки ведёт себя как 3D
материал. Колебания атомов графена под воздействием энергетических полей
приводят к появлению «графеновых» волн, видимых через микроскоп с
сильным разрешением. При анализе этого явления было сделано очень
значимое открытие — в графене возникает волна, подобно волнам на
поверхности моря, возникающая из-за комбинации небольших спонтанных
движений и приводящая к появлению более крупных спонтанных движений,
фактически речь идёт о появлении резонанса атомных колебаний. Колебания
одного атома, суммируясь с колебанием других атомов, вызывает появление
поверхностных волн с горизонтальной поляризацией, известных в акустике
как «волны Лява». В связи с особенностями кристаллической решётки
графена его атомы колеблются как бы в тандеме, что отличает подобные
движения от спонтанных движений молекул в жидкостях. Однако, узким местом графена являлась крайне низкая генерируемая
мощность, затрудняющая его применение для получения энергии. Техническое
решение по увеличению снимаемой мощности с единицы поверхности при
использовании графена для электрогенерации удалость решить научному
коллективу немецко-американской компании Neutrino Energy Group
под руководством Holger Thorsten Schubart. Была реализована идея -
создать электрогенерирующий наноматериал многослойным. Для этого на одну
сторону металлической фольги наносилось многослойное покрытие методом
осаждения из паровой фазы и методом напыления, состоящее из чередующихся
слоёв графена и кремния с послойным добавлением легирующих элементов.
Сторона фольги с напылением представляет собой положительный полюс, а
непокрытая поверхность – отрицательный. Воздействие окружающих излучений
вызывает вертикальное колебание атомов графена, а атомов кремния – в
горизонтальное, приводя колебания к резонансу атомных вибраций, которые
многократно увеличивают ток.
Однако, сами по себе атомные колебания не могли вызвать электрический
ток, поэтому стояла задача направить электроны графена в одном
направлении. Для этого должна быть нарушена внутренняя симметрия
материала, или то, что физики называют «инверсией». Обычно, электроны
графена должны чувствовать равную силу между ними, а это означает, что
любая поступающая энергия рассеивает электроны во всех направлениях,
симметрично. Необходимо было «сломать» инверсию графена и вызвать
асимметричный поток электронов в ответ на поступающую энергию излучений.
Основываясь на опубликованных результатах исследований графена другими
учёными, Holger Thorsten Schubart предположил, что размещение слоя
практически чистого без примесей графена между слоями кремния с
добавлением легирующих элементов выбивает электроны графена из
равновесия, электроны, ближние к кремнию, испытывали определенное
воздействие. Общий эффект заключался в том, что физики называют «косым
рассеянием» - термин, определяющий процесс, при котором облака
электронов отклоняют свое движение в одном направлении. Чем сильнее
энергия поступающих излучений, тем больше энергии преобразовывается в
устройстве-конверторе в постоянный ток. Технология создания источников
постоянного тока на основе графена получила название Neutrinovoltaic. Долгое время спорным являлось утверждение, что космические нейтрино,
которые, как считалось, не вступают во взаимодействие с веществом,
способны взаимодействовать с генерирующим нанопокрытием и усиливать
атомные колебания графена. Последние опубликованные данные экспериментов
COHERENT в лаборатории Ок-Ридж (США) доказали, что нейтрино низких
энергий участвуют в слабых взаимодействиях с ядрами веществ. Эти
взаимодействия являются одним из основных факторов, вызывающих колебания
атомов графена, происходящих в виде «графеновых волн».
Теоретические предпосылки и экспериментальные знания позволили Holger
Thorsten Schubart завершить работы по созданию Neutrinovoltaic
источников постоянного тока и приступить к практическим работам по
созданию электромобиля Pi-Car со встроенными в его корпус
наногенераторами. Компания Neutrino Energy Group приступила в Германии к
реконструкции электромобильного завода для выпуска Pi-Car, который
будет располагать экспериментально-техническим центром и линией сборки
электромобилей, а также презентационным залом и конгресс-центром, в
России планируются также масштабные мероприятия по внедрению
инновационной технологии в различных отраслях экономики.
Проект Pi Car и Pi - концепция в целом, имеет серьёзный потенциал для
внедрения и даёт реальные ответы на возникшую проблематику
электромобильной трансформации. Прежде всего, он решает растущие
проблемы энергообеспечения за счёт генерации чистой и экономичной
электроэнергии без нанесения дополнительного вреда климату и
экологическому здоровью Планеты.
Оцените материал:
ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ:
Материалы публикуемые на "НАШЕЙ ПЛАНЕТЕ" это интернет обзор российских и зарубежных средств массовой информации по теме сайта. Все статьи и видео представлены для ознакомления, анализа и обсуждения.
Мнение администрации сайта и Ваше мнение, может частично или полностью не совпадать с мнениями авторов публикаций. Администрация не несет ответственности за достоверность и содержание материалов,которые добавляются пользователями в ленту новостей.
|