Создана схема генерации неограниченной энергии из графена

Группа ученых из Университета Арканзаса разработала электросхему, которая способна преобразовывать в электроэнергию тепловое движение графена. Как отмечает ведущий исследователь проекта профессор физики Пол Тибадо, такую систему можно встроить в микросхему, чтобы обеспечить практически

✔ Технологии стоят у истоков любого изобретения. Благодаря им появляются новые устройства и материалы. В этом разделе вы найдете информацию о самых интересных технологиях современного хайтек мира.

Группа ученых из Университета Арканзаса разработала электросхему, которая способна преобразовывать в электроэнергию тепловое движение графена. Как отмечает ведущий исследователь проекта профессор физики Пол Тибадо, такую систему можно встроить в микросхему, чтобы обеспечить практически неограниченное получение электричества, например, для питания низковольтных устройств и датчиков.

Результаты последнего исследования подтверждают разработанную три года назад физиками Арканзасского Университета теорию о том, что благодаря своим постоянным колебаниям свободный графен, то есть двумерный кристалл из одиночного слоя атомов углерода, может использоваться как источник энергии.

Хотя такое заключение звучит спорно, так как согласно утверждению американского ученого Ричарда Филлипса Фейнмана, тепловое движение атомов не может выполнять работу, исследователи под руководством Тибадо обнаружили, что свободный графен генерирует переменный ток.

Так как возможность сбора энергии броуновского движения с использованием единственного диода, пропускающего ток только в одном направлении, была опровергнута физиком Леоном Бриллюэном еще в 50-х годах XX века, Тибадо и его коллеги создали электросхему с двумя полупроводниками.

Они расположены так, что позволяют току протекать в противоположных направлениях, но по разным участкам схемы. Благодаря этому получилось преобразовать переменный ток графена в импульсный постоянный, который выполняет работу, нагревая нагрузочный резистор.

Новая электросхема способствует увеличению передаваемой мощности. Это явление достигается за счет изменения сопротивления цепи, вызываемого отпиранием и запиранием диодов. Причем раньше считалось, что переключение полупроводников создает противоположный эффект, то есть снижает мощность.

Чтобы обосновать обнаруженные особенности функционирования диодов, ученые использовали знания из относительно новой области физики — стохастической термодинамики. При этом они расширили теорию Найквиста, созданную почти 100 лет назад.

Исследователи отмечают, что графен и электросхема всегда имеют одинаковую температуру, то есть не передают тепло друг другу. Это свидетельствует о том, что устройство функционирует в полном соответствии со вторым законом термодинамики.

Так как графен колеблется относительно медленно, то индуцируемый с его помощью ток обладает малой частотой. Это является дополнительным преимуществом системы, так как электроника при низкочастотном токе работает более эффективно.

Следующая задача ученых — определить возможность накопления в конденсаторе постоянного тока, создаваемого в электросхеме. Для этого необходимо создать аналогичное устройство миниатюрного размера. Если удастся разместить миллионы подобных электросхем, получающих энергию из графена, на пластине кремния площадью всего 1 мм2, то такой микросхемы будет достаточно для полноценной замены небольшой обычной батарейки.