Вся история человечества – череда войн и вооруженных конфликтов. Любое государство можно вернуть в «каменный век», уничтожив его энергетическую инфраструктуру. Поэтому задача создания распределенной системы электрогенерации и постепенный уход от централизованного электроснабжения к автономному электроснабжению выходит сегодня на первый план на фоне обострившейся международной обстановки.
Существующие технологии электрогенерации не решают этой задачи из-за экономической нерациональности, в первую очередь. Автономные системы электроснабжения должны быть надежны в работе, не требовать постоянного технического обслуживания и быть экономически эффективнее, чем централизованное электроснабжение.
Со времен гениального сербского ученого Николы Теслы исследователи пытаются найти путь к освоению так называемой «свободной энергии». Википедия дает таким образом определение «свободной энергии» — это термодинамическая функция состояния, такая же, как внутренняя энергия, энтальпия и энтропия. Свободная энергия — это часть любой энергии первого закона, которая доступна для выполнения термодинамической работы при постоянной температуре, то есть работы, опосредованной тепловой энергией.
Если обратиться к публикациям и видео на различных ресурсах, то сразу находится множество сюжетов по БТГ (бестопливный генератор). Под понятием БТГ понимается устройство, которое будет вырабатывать электроэнергию без необходимости затрат ресурсов на вращение его вала. Работа любого генератора построена на принципе получения электроэнергии посредством направленного движения заряженных частиц. Причина, по которой не удается в полной мере реализовать подобный проект – закон сохранения энергии. Чтобы получить какой-то вид энергии необходимо затрачивать другой вид энергии.
Сегодня известны несколько схем БТГ: генератор Тесла, генератор Хендершота, генератор Тариэля Капанадзе, генератор Хмелевского, генератор Джона Серла и т.д. Наибольший интерес с практической точки зрения представляют БТГ, в которых нет вращающихся деталей, т.к. сложно представить размещение вращающегося двигателя в доме, который еще потребует постоянного технического обслуживания.
Рассмотрим генератор Тесла. Один из вариантов такого генератора приведен в статье Виктора Коротуна. Алюминиевая фольга размером 900х300 мм закрепляется на изоляционной поверхности, к примеру, сухой фанере или полимерной пластине. Фольга соединяется с конденсатором проводом (см. рис.1).
Рис.1. Соединение изолированной алюминиевой фольги с проводом в генераторе Тесла (изображение В. Коротун)
Второй вывод пластины конденсатора заземляется (см. рис. 2).
Рис. 2. Подсоединение проводов к конденсатору генератора Тесла (изображение В. Коротун)
В. Коротун в статье отмечает основной недостаток такой схемы: «Мощность такого устройства зависит от площади приемника и емкости конденсатора. И если подобрать конденсаторы большой емкости еще представляется возможным, то создать приемник размером с футбольное поле, чтобы можно было бесперебойно питать хотя бы дом, достаточно проблематично».
Из этого заключения можно сделать очень важный вывод: если кратно увеличить эффективность приемника (алюминиевая фольга), то схема работы такого БТГ будет рабочей.
Реализовать на практике идею такого БТГ удалось коллективу ученых компании Neutrino Energy Group под руководством доктора экономических наук, математика Holger Thorsten Schubart, которые нанесли на одну сторону алюминиевой фольги многослойный материал из чередующихся слоев графена и легированного кремния. Оптимальный состав такого материала предполагает наличие 12 чередующихся слоев графен-кремний при общем их соотношении 75/25 %. Алюминиевая фольга размером А-4, с нанесенным на одну сторону многослойным покрытием, генерирует электрический ток напряжением 1.5 В и силой тока 2 А, причем после нанесения покрытия сторона фольги с покрытием становится положительным полюсом, а без покрытия – отрицательным. Покрытие наносится в условиях вакуума при отсутствии кислорода.
Holger Thorsten Schubart, президент научно-технологической компании Neutrino Energy Group
Если для увеличения генерируемой мощности БТГ Тесла требовалось большое увеличение площади приемника (алюминиевой фольги), то появление различных полюсов на приемнике компании Neutrino Energy Group позволило разместить пластины приемника стопкой, как пачка писчей бумаги, т.е. они соединялись последовательно. Последовательное соединение пластин приводит к увеличению выходного напряжения спрессованной пачки, поэтому при варьировании количества пластин, достигается необходимое напряжение. Пачка спрессованных пластин-приемников помещается в герметичный изолированный корпус для исключения попадания в него кислорода. Для получения необходимых показателей выходного тока несколько таких модулей соединялись параллельно друг с другом.
В настоящее время лицензионное промышленное изготовление источников электроэнергии Neutrino Power Cubes в Швейцарии нетто-мощностью 5-10 кВт⋅ч находится в подготовительной стадии. Причем такие источники тока будут иметь электронную систему управления, которая позволит запитать оборудование с переменным током 220 В и 380 В, а также будет иметь разъемы для подключения приборов постоянного тока. Начало промышленного производства планируется в конце 2023 года.
Holger Thorsten Schubart сделал вывод на оснований проведенных исследований о том, что генерация электроэнергии происходит за счет теплового броуновского движения атомов графена, кинетической энергии частиц окружающих полей излучений, в первую очередь нейтрино. Таким образом он объясняет конструкционное решение о нанесении многослойного покрытия на металлическую фольгу: «Многослойное расположение чередующихся слоев графена и легированного кремния приводит к тому, что силы между электронами графена «выбиваются» из равновесия. Общий эффект заключался в том, что физики называют «косым рассеянием», когда облака электронов отклоняют свое движение в одном направлении, что и называется постоянным электрическим током. Кроме того, крайне важно использовать чистый графен, практически без примесей, и соблюдать технологию легирования и нанесения слоев графена и кремния, которые наносятся в вакууме, без доступа кислорода».
Таким образом, открытие двумерной формы углерода – графена и прикладное исследование его свойств позволит создать принципиально новую конфигурацию распределенной электрогенерации. Первые шаги в этом направлении уверенно и убедительно сделала компания Neutrino Energy Group, заявив миру о создании уникального автономного источника постоянного тока, способного найти свое самое широкое применение во многих отраслях экономики от электрогенерации до автомобильной индустрии.
Автор: Румянцев Л.К., к.т.н.