Источник универсальный энергии – Универсальный источник энергии для гаджетов – из пространства вокруг

Универсальный источник энергии для гаджетов – из пространства вокруг

Энергия постоянно находится вокруг людей в своих многочисленных формах — в солнечном свете, тепле в помещении и даже движениях самих людей. Вся эта энергия обычно просто «теряется» для человеческой цивилизации, но ведь она потенциально может использоваться для обеспечения питания мобильных и носимых гаджетов — от биометрических сенсоров до смарт-часов. Исследователями из Университета Оулу (Финляндия) был найден минерал с перовскитной кристаллической структурой, свойства которого позволяют ему извлекать энергию одновременно из множества различных источников.

Перовскиты — семейство минералов, многие из которых показали себя перспективными благодаря своей способности одновременно извлекать энергию одного или двух типов. Какой-то из представителей этого семейства, к примеру, может быть хорош для преобразования солнечной энергии в электричество. Другой же лучше справляется с извлечением энергии из изменения температур и давления, которые могут происходить в процессе движения. Их называют, соответственно, пироэлектрическими и пьезоэлектрическими материалами.

Временами, разумеется, одного типа энергии в качестве источника бывает недостаточно. Определенная форма энергии может быть доступна не всегда — при облачной погоде или когда человек не движется. Поэтому исследователи разработали устройства, которые могут извлекать многочисленные формы энергии. Но для таких устройств требуются различные материалы, которые делают их слишком громоздкими для использования в компактных девайсах.

В Applied Physics Letters были опубликованы результаты исследования, проведенного Янгом Баем (Yang Bai) и его коллегами из Университета Оулу. Исследователями был изучен определенный тип перовскита, который называется KBNNO, который, вероятно, способен к извлечению различных форм энергии. Подобно всем перовскитам, KBNNO является сегнетоэлектрическим материалом, наполненным крошечными электрическими диполями, подобными маленьким стрелкам компаса в магните.

Когда подобный KBNNO сегнетоэлектрический материал испытывает температурные изменения, его диполи смещаются и таким образом индуцируется электрический ток. Электрический заряд также аккумулируется в соответствии с направлением дипольного момента. Деформация материала приводит к тому, что определенные его фрагменты привлекают или отталкивают заряд, что вновь ведет к выработке тока.

Ранее исследователи уже изучили фотогальванические и общие сегнетоэлектрические свойства KBNNO, но это исследование проводилось при 200 градусах ниже температуры замерзания, и они не фокусировали свое внимание на свойствах материала, связанных с температурами и давлением. В новом исследовании, отмечает Янг Бай, впервые были оценены все эти свойства материала, проявляющиеся при комнатной температуре.

Эксперименты показали, что, в то время как KBNNO хорош для генерирования энергии из тепла и давления, он не настолько хорош, как другие перовскиты. Возможно, самым впечатляющим открытием исследователей стало наличие возможности модифицировать состав KBNNO с целью улучшения его пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств. Таким образом, есть возможность «настроить» все эти свойства и использовать их максимально эффективно. Янг Бай со своими коллегами исследуют возможность улучшения материала KBNNO с применением натрия.

Янг Бай также сообщил, что в будущем году он надеется создать прототип устройства, извлекающего энергию из различных источников. Процесс его производства прост, поэтому коммерциализация данной технологии может осуществиться в течение нескольких лет после того, как исследователи определят лучший материал.

По словам Янга Бая, данная технология способна привести к ускорению развития в направлениях Интернета вещей и умных городов, где потребляющие энергию сенсоры и девайсы смогут иметь постоянный доступ к энергии.

Подобный материал, вероятнее всего, сможет использоваться в батареях девайсов, повышая их энергоэффективность и снижая потребность в частых зарядках. Когда-нибудь, дополняет свое повествование Янг Бай, пользователю вообще не потребуется никогда ставить свой гаджет на зарядку. Батареи компактных девайсов в современном понимании могут вообще остаться в прошлом.

Но тот факт, что найден теоретический способ обойтись без аккумуляторов в гаджетах, еще не означает ни скорого появления продуктов с использованием данной технологии, ни того, что технология когда-либо будет воплощена.

Появятся ли когда-нибудь носимые девайсы и даже смартфоны без батарей, которым вполне хватает той энергии, которая находится в пространстве вокруг, но теряется, поскольку не существует эффективного метода ее извлечения?

Апр 5, 2017Геннадий

nauka.boltai.com

универсальный источник энергии в клетке — Студопедия.Нет

Рис. 69

Многие процессы, происходящие в клетке, требуют затрат энергии. Например, сокращение актомиозиновых нитей (именно оно лежит в основе укорочения мышц, переползания клеток с места на место, перемещения по клетке многих органоидов), перенос многих молекул сквозь мембрану, синтез белков и нуклеиновых кислот, транспортировка органоидов по микротрубочкам с помощью кинезина и т.д. Все белки, производящие в клетке подобные операции, одновременно расщепляют молекулы специального вещества — аккумулятора энергии АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты)

(см. рис. 69). В этой молекуле связи между атомами фосфора и кислорода являются макроэргическими, то есть при их разрыве выделяется большое количество энергии. Белок, использующий АТФ как источник энергии, может разорвать две такие связи. При разрыве первой из них (с присоединением воды) получается молекулаАДФ (аденозиндифосфорной кислоты) и фосфорной кислоты. При разрыве второй макроэргической связи из молекулы АДФ получается АМФ (аденозинмонофосфорная кислота) и еще одна молекула фосфорной кислоты.

Переносчики атомов водорода

Часто одним из этапов химического преобразования органических веществ внутри клетки является отделение от их молекул атомов водорода. Они присоединяются к специальным молекулам — переносчикам водорода, которые доставляют их в митохондрии на «сжигание». Обычно в клетке имеются три типа переносчиков водорода:

НАД +, НАДФ + и ФАД. «Работают» они так (значок «·» означает нековалентное присоединение):

НАД + + 2Н = НАД·Н + Н +

НАДФ+ + 2Н = НАДФ·Н + Н +

ФАД + 2Н = ФАД·Н2

НАД + и НАДФ + захватывают один электрон (при этом атом водорода, у которого отобран этот электрон, превращается в протон и уплывает в раствор) и, кроме этого, нековалентно присоединяют еще один атом водорода. ФАД нековалентно присоединяет два атома водорода.

Дыхание

Как мы уже выяснили, клетка умеет производить процесс, аналогичный горению (он называется дыханием) с отдельными молекулами пищи. Энергия, которая при этом выделяется, используется клеткой для синтеза АТФ. В качестве сырья при этом используется только глюкоза (другие молекулы клетки для использования в качестве «горючего» сначала преобразуются в глюкозу либо в продукты ее переработки) (здесь

Фн — фосфорная кислота):

Рис. 70

Как видно из схемы, в процессе дыхания одни и те же 6 атомов углерода, 12 атомов водорода и 18 атомов кислорода перешли из одного состояния (одна молекула глюкозы и 6 молекул кислорода) в другое (6 молекул углекислого газа и 6 молекул воды). В результате выделилась энергия, поэтому, по закону сохранения энергии, суммарная внутренняя энергия этих атомов уменьшилась. На рис. 70 сравнивается полная суммарная внутренняя энергия одной молекулы глюкозы и шести молекул кислорода с внутренней энергией шести молекул воды и шести молекул углекислого газа. Разница и представляет собой ту энергию, которая при горении выделяется в виде тепла, а при дыхании обеспечивает синтез АТФ.

Дыхание представляет собой большое число последовательных реакций, в ходе которых энергия выделяется маленькими порциями. Весь процесс обычно делят на три этапа: гликолиз, цикл Кребса и окислительное фосфорилирование. Мы не будем подробно рассматривать все реакции , а ограничимся общими описаниями перечисленных этапов и составлением суммарных химических уравнений. Гликолиз происходит в цитоплазме клетки вне митохондрий без участия кислорода, цикл Кребса и окислительное фосфорилирование — внутри митохондрий, окислительное фосфорилирование — при обязательном участии кислорода.

Гликолиз

В ходе гликолиза молекула глюкозы превращается в два остатка уксусной кислоты, которые захватываются специальным переносчиком — коэнзимом А

, который в результате этой реакции превращается в ацетилкоэнзим А, или, кратко, ацетил-КоА (рис. 71):

Рис. 71

Многие организмы (их называют анаэробами), в том числе некоторые многоклеточные животные, не потребляют кислород, синтезируя АТФ исключительно за счет гликолиза. Митохондрий в их клетках нет. Накапливающиеся продукты гликолиза они тем или иным способом выбрасывают во внешнюю среду. Примеры: дрожжи, молочнокислые бактерии, многие паразиты кишечника (аскарида, ленточные черви).

 

studopedia.net

АТФ — универсальный источник энергии в организме

    АТФ — универсальный источник энергии в организме [c.42]

    Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) является универсальным аккумулятором энергии, освобождающейся в процессе дыхания, и источником энергии для осуществления всех основных жизненных функций организма. 

[c.8]

    Трифосфат аденозина (АТФ) является универсальным источником энергии живых организмов. [c.397]

    Для любого процесса в живом организме необходима энергия, которая получается при протекании химических реакций внутри клетки. Основу биохимических процессов составляют химические превращения, в частности реакции окисления и восстановления. Биологическое окисление служит, таким образом, основным источником энергии для ряда внутренних биологических изменений. Многие из протекающих при таком окислении реакции заключаются в сжигании компонентов пищи, например сахаров или липидов, что дает энергию, используемую затем для осуществления таких важных процессов лвыделение тепла. Эти превращения включают также связывание кислорода дыхание — это биохимический процесс, в результате которого молекулярный кислород восстанавливается до воды. При метаболизме энергия сохраняется аденозинтрифосфатом (АТР), богатым энергией соединением, которое, как известно, служит универсальным переносчиком энергии. 

[c.14]


    Роль нуклеотидов в обмене веществ. Нуклеотиды используются не только для построения нуклеиновых кислот. Они выполняют также важную роль в регуляции обмена веществ и энергии в различных органах и тканях. Отдельные нуклеотиды входят в состав трех основных коферментов — НАД, ФАД и КоА-ЗН. Эти коферменты участвуют в превращениях углеводов, жиров, аминокислот и других веществ, а также в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с энергообразованием. Такие нуклеотиды, как АТФ, АДФ и др., являются универсальным источником энергии в организме. Молекулы циклических нуклеотидов являются универсальными внутриклеточными регуляторами обмена веществ. Свободные нуклеотиды в клетках образуются в результате их синтеза или при частичном гидролизе нуклеиновых кислот. 
[c.216]

    Что это такое, митохондрии Это не бактерии и не вирусы, не одноклеточные, это просто тельца, плавающие в цитоплазме клеток эукариот, т. е. организмов, клетки которых имеют ядра. Просто, да не совсем. Вообще-то митохондрии выполняют очень важную для клетки функцию — Б них идет процесс окислительного фосфорилирования, то есть происходит переработка энергии, образующейся при сгорании пищи, в энергию АТФ. Иными словами, митохондрия—это энергетическая станция клетки. Подобно тому как электричество — универсальный источник энергии у нас в быту, так н АТФ — универсальный источник энергии для клеточных ферментов. [c.72]

    Таким образом, аккумуляторами и носителями свободной энергии в клетках организма являются высокоэнергетические соединения. В центре энергетического обмена клетки находятся адениннуклеотиды — АТФ и АДФ АТФ принадлежит роль универсального источника энергии в клеточном метаболизме и поддержании многих функций организма АДФ используется для синтеза АТФ. [c.40]

    Всем клеткам, как уже было сказано, для выполнения их работы необходима энергия и для всех клеток любого организма источником этой энергии служит АТФ. Поэтому АТФ называют универсальным носителем энергии или энергетической валютой клеток. Подходящей аналогией служат электрические батарейки. Вспомните, для чего только мы их не используем. Мы можем получать с их помощью в одном случае свет, в другом звук, иногда механическое движение, а иногда нам нужна от них собственно электрическая энергия. Удобство батареек в том, что один и тот же источник энергии — батарейку — мы можем использовать для самых разных целей в зависимости от того, куда мы ее поместим. Эту же роль играет в клетках АТФ. Он поставляет энергию для таких различных процессов, как мьппеч-ное сокращение, передача нервных импульсов, активный транспорт веществ или синтез белков, и для всех прочих видов клеточной акгивности. Для этого он должен быть просто подключен к соответствующей части аппарата клетки. [c.343]

    Биоэнергетика изучает молекулярные механизмы потребления энергии живой клеткой, а также механизмы преобразование этой энергии в форму, которая может быть использована для совершения различных видов полезной работы (биосинтез, транспорт веществ против градиентов их концентраций, мышечное сокращение, движение клеток, теплопродукция и т. д.). Другими словами, биоэнергетика — это наука о судьбе энергии в клетке. Солнечный свет, которому мы обязаны самим существованием жизни, служит первоначальным источником энергии для растений и фотосинтезирующих бактерий. Энергетические аспекты фотосинтеза — важная составляющая часть биоэнергетической науки. Окисление органических веществ кислородом воздуха — другой универсальный механизм потребления энергии внешней среды живыми организмами. Дыхание и фотосинтетические процессы протекают на мембранах, отличительная черта которых состоит в их крайне низкой проницаемости для ионов водорода. Энергия, улавливаемая при поглощении света растениями и фотосинтезирующими бактериями или выделяемая при окислении органических соединений дышащими организмами, запасается в конечном итоге в химической форме, в виде АТР. Это сравнительно простое (по биологическим масштабам) химическое соединение служит универсальной энергетической валютой живой клетки. Изучение молекулярного механизма образования АТР на биологических мембранах является основным предметом биоэнергетики. [c.5]

    Во-вторых, обнаружены и достаточно подробно изучены общие пути превращения химических соединений in vivo и химические основы многих важнейших биологических процессов. Например, было установлено, что столь различные организмы, как бактерии и человек, имеют много общего на атомно-молекулярном уровне, поскольку они используют одни и те же вещества для синтеза собственных биополимеров и аденозин-трифосфорную кислоту (АТФ) в качестве универсального источника энергии. [c.19]

    По мере использования гетеротрофами органических веществ, образовавшихся абиогенно, т. е. химическим путем, изменялись условия жизни на Земле, в соответствии с чем изменялись формы самой жизни. Возникли организмы — автотрофы, способные удовлетворять свои потребности в пище путем привлечения для целей синтеза органических веществ универсального источника энергии — солнца. Однако темновая (химическая) фиксация вошла составной частью в эволюционно более позднюю и более совершенную функцию использования СО2, какой является авто-трофная ассимиляция. 

www.chem21.info

Универсальный источник свободной энергии — Мастерок.жж.рф — LiveJournal

Как то некоторое время назад в столе заказов по инициативе одного из френдов мы обсуждали Аккумуляторы будущего. Предлагаю вам дополнение к этой теме, на основе вот такой статьи.

Подавление знаний о свободной энергии корпоративными интересами стало достаточно широко известно благодаря работам Николы Теслы; и до сих пор наша продолжающаяся зависимость от ископаемого топлива и других неадекватных источников энергии остаётся серьёзной проблемой, которую критически важно преодолеть.

Сейчас то тут, то там появляются в целом многообещающие разработки от различных опенсорсных групп, работающих над этой задачей. Эти группы используют обширный потенциал низкозатратных исследований и сетевой кооперации, чтобы найти инновационное решение, которое будет намного сложнее подавить, чем работу единственного гения, вроде Николы Тесла.

Особенное внимание уже уделялось тому, как продлить срок работы батарей, учитывая их повсеместную незаменимость для работы наших цифровых гаджетов и хайтек инфраструктуры в целом. К примеру немецкий студент Деннис Зигель изобрёл устройство, построенное на принципе Теслы, который гласит, что «пространство наполнено энергией». Девайс захватывает энергию современных электромагнитных полей, вроде WiFi и радиоволн, и преобразует её в энергию батарей. Зигель выиграл престижную премию, когда продемонстрировал, как его устройство в течение дня заряжает обычную батарейку АА.

И вот теперь новая технология на основе удивительной способности графена преобразовывать свет в электричество демонстрирует свой потенциал превзойти в эффективности кремний на пути к получению свободной энергии. И даже если она не сумеет этого добиться, она может стать революцией в компьютерной технике и электронике.

Вот как объясняет научную основу, стоящую за этой технологией, журнал «Nature Physics»:

Поскольку горячие электроны в графене могут проводить токи, генерация множественных горячих носителей делает графин весьма многообещающим материалом для высокоэффективной широкополосной экстракции световой энергии.

Проще говоря: графен генерирует множество электронов из каждого фотона, в то время как кремний – текущий материал для создания солнечных панелей – может генерировать только один электрон из каждого фотона.

Поскольку графен способен полностью преобразовывать всю полученную энергию, ничего не теряя в процессе, это позволяет добиться гигантского прироста в общей эффективности.

 

Встречайте «Суперконденсатор»

Фарад Манджу в своей статье суммирует те возможности, которые могут позволить графену переместить наш фокус технологического внимания от батарей к конденсаторам:

Один из способов улучшить батареи – это забыть о них и вместо этого сосредоточиться на конденсаторах. Конденсаторы, подобно батареям – это устройства, сохраняющие электрическую энергию. Но они заряжаются и разряжаются быстрее, чем батареи. Так что если ваш телефон содержит вместо батареи конденсатор, вы сможете зарядить его за несколько секунд, а не за час. Но у конденсаторов есть большой недостаток – их плотность энергии ещё меньше, чем у батарей. Вы не сможете использовать телефон на конденсаторе, если только не согласны чтобы он был размером с булку хлеба.

Но на сегодняшний день у нас уже есть простая технология создания микро-суперконденсаторов, причём она была открыта практически случайно – когда студенты Калифорнийского университета играли с лазерной установкой. Как пишет Махер Эль-Кади, один из них: «Привлекательность этой технологии в том, что любой может это сделать – это очень просто. Вы берёте кусок пластика, покупаете немного диоксида графита, засовываете всё это в свой CD дисковод и превращаете его в графен». И что особенно примечательно – эта казалось бы примитивная техника позволяет «создавать самые эффективные на сегодняшний день суперконденсаторы».

Полученные таким образом микро-суперконденсаторы по эффективности далеко превосходят те, что доступны сейчас – причём в сотни и тысячи раз – и при этом имеют невероятно низкую стоимость.

Вот что пишут специалисты-футурологи о возможностях применения новых элементов:

Новые микро-суперконденсаторы легко гнутся и скручиваются, что делает их потенциально полезными в качестве накопителей энергии для гибкой электроники вроде сворачивающихся дисплеев и телевизоров, электронной бумаги и даже носимых гаджетов.

Эти микроконденсаторы показывают превосходную циклическую стабильность – важное преимущество над микробатарейками, которые имеют более короткий срок службы, что представляет серьёзную проблему, когда они встраиваются в перманентную конструкцию – например, в  биомедицинские имплантаты, активные радиочастотные чипы и встроенные микро-сенсоры – для которых  обслуживание и замена недоступны.

Все имеющиеся свидетельства показывают, что реализация этой технологии находится на расстоянии лет, если не десятилетия, до раскрытия её полного потенциала, но огромный спектр возможных применений, несомненно, подстегнёт дополнительные исследования в этом направлении.

Ниже вы можете посмотреть видео, которое демонстрирует первоначальное открытие графена, а также его производство и возможности этой новой интригующей технологии:

 

 

Оригинал статьи находится на сайте ИнфоГлаз.рф Ссылка на статью, с которой сделана эта копия — http://infoglaz.ru/?p=18861

masterok.livejournal.com

Универсальный источник энергии

  Углеводы достойно занимают важное место в первой тройке компонентов пищи: они составляют основную часть здорового пищевого рациона и обеспечивают 60% и более от энергетических потребностей организма.
  Значение углеводов в питании во многом обусловлено их достаточно высокой энергетической ценностью: они вторые после жиров (1 г усвояемых углеводов дает 4 ккал), — но не только ей. Углеводы играют важную роль в жизнедеятельности организма: без углеводов невозможен нормальный обмен белков и жиров.
  Глюкоза — тоже углевод — важнейший источник энергии для мозга. Кроме того, углеводы являются составной частью гормонов. Также, на основе углеводов, строятся многие ферменты, секреты некоторых желез (например, слюнных) и другие важные для организма вещества.

  Традиционно углеводы делят на простые (у них короткие молекулы, обычно эти углеводы сладкие на вкус: глюкоза, фруктоза, сахароза и др.) и сложные (с более длинными молекулами, например, крахмал, целлюлоза). Простые углеводы наиболее легко усваиваются организмом (особенно быстро усваивается глюкоза), принося ему необходимую для жизни энергию. Несмотря на более низкую, но сравнению с жирами, энергетическую ценность, углеводы являются гораздо более подходящим источником энергии, чем жиры.
  Конечно, это не значит, что углеводов можно есть сколь угодно много. Чрезмерное потребление углеводов при отсутствии достаточной физической активности может привести к ожирению и создать условия для развития других заболеваний. Несмотря на то, что углеводы, формально, не являются незаменимой частью рациона, совсем исключать их из него нельзя.
 
  При недостаточном поступлении углеводов с пищей организм начинает синтезировать их из белков и жиров, что приводит к нарушению обменных процессов. Серьезным последствием недостаточного потребления углеводов является снижение уровня сахара в крови (гипогликемии). Даже небольшое и кратковременное снижение содержания сахари в крови ниже нормы, ведет к расстройству нервной системы и нарушениям мозговой деятельности

  Норма потребления углеводов зависит от степени физической активности человека и в среднем составляет 350-500 г в сутки (или 5 г на килограмм веса). Однако из этой нормы простым углеводам отводится не более 100 г, а основную часть рациона (300-400 г в сутки) составляют углеводы сложные, обычно это крахмал. Другими словами, потребность организма в углеводах должна восполняться не конфетами и тортами, а зерновыми, фруктами и овощами.
  Особое место занимает ряд практически не перевариваемых углеводов так называемых пищевых волокон (или балластных веществ) это целлюлоза и пектины. Они существенно улучшают пищеварение, стимулируя кишечник, снижают уровень холестерина в крови (особенно пектины), положительно влияют на кишечную микрофлору, Пектины, кроме того, выводят из организма многие вредные вещества, связывая их в кишечнике (суточная норма потребления пищевых волокон не менее 25 г).
Основным источником углеводов являются растительные продукты.

  Во фруктах, ягодах и некоторых овощах особенно много глюкозы и фруктозы.
Например, 100 г винограда содержит свыше 7,5 г глюкозы и столько же фруктозы,
                      белокочанная капуста — 2,6 и 1,6 соответственно,
                      яблоки — 2 г глюкозы, до 5 г фруктозы.
Пектинов достаточно мною в яблоках, айве, сливах, свекле (около 1%). Пектины являются основой для изготовления различных фруктовых желе, в которых пектина может быть 10% и более.

 

Читайте также

О диетах и не только

Все о продуктах А знаете ли Вы…

10diet.net

Солнечный концентратор — универсальный источник тепловой энергии

Экспериментальный образец солнечного концентратора Александра Согоконя, способен в течение дня произвести 14-16 Мегакалорий тепловой энергии, которой достаточно для нагрева 500 литров воды до температуры 40-50 градусов.

Солнечные концентраторы уже давно используются для преобразования солнечной энергии. Они нашли свое применение как в самых разнообразных СЭС, так и в системах для подогрева различных теплоносителей. Однако у большинства подобных гелиоустановок есть один существенный недостаток – они обладают большой парусностью, которая может ограничивать их размеры, а значит и мощность, и производительность.

«Солнечный концентратор можно рассматривать как универсальный источник тепловой энергии, к которому, как в розетку, можно подключить любую нагрузку, будь то паровой котел, двигатель Стирлинга, печь по отжигу керамики или выпечки пирогов. То есть, имея один солнечный концентратор и набор сменных блоков, «заточенных» на выполнение разных задач, мы не просто существенно расширяем сферу использования солнечной энергии, а расширяем ее до уровня ограниченного только нашей фантазией», — рассказывает Александр Согоконь.

Автор инновационного устройства утверждает, что фокальная область кольцевого концентратора (в отличие, например, от сплошного параболического, который может стать пожароопасным при выходе из строя системы слежения за солнцем) не может выйти за его пределы и нанести ущерб окружающим предметам или человеку. Это связано с тем, что область максимальной концентрации изобретения формируется из множества небольших «солнечных зайчиков», которые совмещаются только в одном месте, при соблюдении всего одного условия – точного наведения установки на солнце. В других условиях – это обычные «солнечные зайчики» которые не могут принести никакого вреда.

Украинский изобретатель отмечает, что концентратор солнечной энергии его разработки можно применять как универсальный источник питания, к которому можно подключить практически любую полезную нагрузку.

labuda.blog

Найден универсальный источник свободной энергии: shurchkov — LiveJournal

Подавление знаний о свободной энергии корпоративными интересами стало достаточно широко известно благодаря работам Николы Теслы; и до сих пор наша продолжающаяся зависимость от ископаемого топлива и других неадекватных источников энергии остаётся серьёзной проблемой, которую критически важно преодолеть.

Сейчас то тут, то там появляются в целом многообещающие разработки от различных опенсорсных групп, работающих над этой задачей. Эти группы используют обширный потенциал низкозатратных исследований и сетевой кооперации, чтобы найти инновационное решение, которое будет намного сложнее подавить, чем работу единственного гения, вроде Николы Тесла.

Особенное внимание уже уделялось тому, как продлить срок работы батарей, учитывая их повсеместную незаменимость для работы наших цифровых гаджетов и хайтек инфраструктуры в целом. К примеру немецкий студент Деннис Зигель изобрёл устройство, построенное на принципе Теслы, который гласит, что «пространство наполнено энергией». Девайс захватывает энергию современных электромагнитных полей, вроде WiFi и радиоволн, и преобразует её в энергию батарей. Зигель выиграл престижную премию, когда продемонстрировал, как его устройство в течение дня заряжает обычную батарейку АА.

И вот теперь новая технология на основе удивительной способности графена преобразовывать свет в электричество демонстрирует свой потенциал превзойти в эффективности кремний на пути к получению свободной энергии. И даже если она не сумеет этого добиться, она может стать революцией в компьютерной технике и электронике.

Вот как объясняет научную основу, стоящую за этой технологией, журнал «Nature Physics»:

Поскольку горячие электроны в графене могут проводить токи, генерация множественных горячих носителей делает графин весьма многообещающим материалом для высокоэффективной широкополосной экстракции световой энергии.

Проще говоря: графен генерирует множество электронов из каждого фотона, в то время как кремний – текущий материал для создания солнечных панелей – может генерировать только один электрон из каждого фотона.

Поскольку графен способен полностью преобразовывать всю полученную энергию, ничего не теряя в процессе, это позволяет добиться гигантского прироста в общей эффективности.

Встречайте «Суперконденсатор»

Фарад Манджу в своей статье суммирует те возможности, которые могут позволить графену переместить наш фокус технологического внимания от батарей к конденсаторам:

Один из способов улучшить батареи – это забыть о них и вместо этого сосредоточиться на конденсаторах. Конденсаторы, подобно батареям – это устройства, сохраняющие электрическую энергию. Но они заряжаются и разряжаются быстрее, чем батареи. Так что если ваш телефон содержит вместо батареи конденсатор, вы сможете зарядить его за несколько секунд, а не за час. Но у конденсаторов есть большой недостаток – их плотность энергии ещё меньше, чем у батарей. Вы не сможете использовать телефон на конденсаторе, если только не согласны чтобы он был размером с булку хлеба.

Но на сегодняшний день у нас уже есть простая технология создания микро-суперконденсаторов, причём она была открыта практически случайно – когда студенты Калифорнийского университета играли с лазерной установкой. Как пишет Махер Эль-Кади, один из них: «Привлекательность этой технологии в том, что любой может это сделать – это очень просто. Вы берёте кусок пластика, покупаете немного диоксида графита, засовываете всё это в свой CD дисковод и превращаете его в графен». И что особенно примечательно – эта казалось бы примитивная техника позволяет «создавать самые эффективные на сегодняшний день суперконденсаторы».

Полученные таким образом микро-суперконденсаторы по эффективности далеко превосходят те, что доступны сейчас – причём в сотни и тысячи раз – и при этом имеют невероятно низкую стоимость.

Вот что пишут специалисты-футурологи о возможностях применения новых элементов:

Новые микро-суперконденсаторы легко гнутся и скручиваются, что делает их потенциально полезными в качестве накопителей энергии для гибкой электроники вроде сворачивающихся дисплеев и телевизоров, электронной бумаги и даже носимых гаджетов.

Эти микроконденсаторы показывают превосходную циклическую стабильность – важное преимущество над микробатарейками, которые имеют более короткий срок службы, что представляет серьёзную проблему, когда они встраиваются в перманентную конструкцию – например, в  биомедицинские имплантаты, активные радиочастотные чипы и встроенные микро-сенсоры – для которых  обслуживание и замена недоступны.

Все имеющиеся свидетельства показывают, что реализация этой технологии находится на расстоянии лет, если не десятилетия, до раскрытия её полного потенциала, но огромный спектр возможных применений, несомненно, подстегнёт дополнительные исследования в этом направлении.
Источник

shurchkov.livejournal.com