Перспективы альтернативной энергетики – использование наноматериалов

Появление новых материалов и исследование их свойств даёт толчок развитию новых технологий в области энергоснабжения на фоне постепенного истощения запасов, которые многие годы эксплуатируются в нефтегазовых месторождениях в наиболее доступных местах. Добыча углеводородов уходит всё дальше и глубже в мировой океан и Арктику. Переход на новый технологический уровень в области энергогенерации  – это уже не просто призыв экологов и климатологов, а остро назревшая необходимость.

2021 год в России объявлен Годом науки и технологий. В рамках тематических мероприятий в этой связи Президент России Владимир Путин провёл рабочую встречу с министром науки и высшего образования Валерием Фальковым, на которой обсуждались в том числе вопросы, касающиеся создания карбоновых полигонов во многих регионах России и разработки методики измерения потоков основных парниковых газов – двуокиси углерода, метана, закиси азота и др..

При этом Путин отметил: «Декарбонизация – важнейшее направление деятельности не только в мире, но и для нас тоже». Также он обратил внимание собеседника, на проблемы работы  ветрогенераторов при низких температурах, с которыми столкнулись в этом году европейские страны и особенно юг США. «Замерзали ветряные мельницы, и для того, чтобы их разморозить, нужно было прибегать к использованию таких энергетических источников, которые в принципе даже в некоторых местах и запрещены для производства электроэнергии. Поэтому очень важно совместить научные знания, потребности сегодняшней экономики, смотреть в будущее и сотрудничать. Это нужно делать вместе с коллегами не только внутри страны, но и прежде всего, конечно, со странами ЕврАзЭс, СНГ и вообще со всеми коллегами, которые заинтересованы в результатах совместной работы», – подчеркнул Президент. Но, когда говорят об альтернативной энергетике, в основном подразумевают солнечную и ветровую электрогенерации, хотя и понимают, что они имеют очень большие минусы, блокирующие победное их широкое внедрение. И нынешняя холодная зима была отчетливым тому подтверждением.

Но кто утверждает, что альтернативная энергетика – это только солнечная и ветровая электрогенерации? «То, что мы знаем, — ограничено, а то, чего мы не знаем, — бесконечно», писал Пьер-Симон Лаплас, французский математик, механик, физик и астроном. Научно-технический прогресс сейчас развивается настолько стремительно, и нам открываются знания, о которых ещё 5 лет назад не было ни малейшего представления. Сегодня совершенно буднично воспринимается информация о том, что энергию можно получать не только сжигая ископаемое топливо, используя ядерные блоки и гидроэнергетику, но и возможно генерировать её из окружающего пространства, используя для этой цели наноматериалы на основе графена.

Окружающая нас среда пропитана энергией, и современные учёные научились получать её. Ещё 6 лет назад считалось непререкаемой истиной утверждение, что нейтрино не имеют массы, и вот в 2015 году присуждается Нобелевская премия по физике за доказательство наличия у нейтрино массы. А если есть масса, значит есть и энергия. До последнего времени во всех учебных пособиях и подавляющей частью учёных утверждалось, что нейтрино не взаимодействует с веществом, пронизывая Землю насквозь и не встречая препятствий. Но совсем недавно были опубликованы результаты экспериментов COHERENT в лаборатории Ок-Ридж (США), в которых участвуют и российские ученые (ИТЭФ им. А.И. Алиханова, МИФИ и МФТИ). Доказано, что нейтрино низких энергий участвуют в слабых взаимодействиях с ядрами веществ. Таким образом, можно утверждать, что энергию нейтрино, которые падают на 1 см2 земной поверхности с интенсивностью 60 млрд. частиц в секунду, можно преобразовать в электрический ток, и такое преобразование не должно зависеть ни от погодных условий, ни от сезона и быть стабильным днём и ночью.

Holger Thorsten Schubart, генеральный директор Neutrino Energy Group

Как применить на практике подобные сенсационные выводы? На основе теперь уже подтвержденных последними научными открытиями знаний немецко-американская компания Neutrino Energy Group во главе с генеральным директором и научным руководителем уже создала Neutrinovoltaic технологию на основе использования графена, который способен частично конвертировать энергию нейтрино в электрический ток. Этот механизм был обоснован не только компанией Neutrino Energy Group, но и другими исследовательскими институтами, в частности Массачусетским технологическим институтом. Согласно подтвержденным данным, расчетное значение доступной энергии на 1 м2 составляет более 19 Вт*сек, но это только расчётное значение, пока Neutrinovoltaic технология позволяет преобразовывать только небольшую часть энергии нейтрино. Причем, многослойный наноматериал, созданный Neutrino Energy Group, способен преобразовывать также другие электромагнитные излучения, как электросмог, а также тепловые потоки, антинейтрино, терагерцевые (или Т-лучи) волны (электромагнитные волны с частотой  между микроволнами и инфракрасным светом), по поводу которых один из ведущих исследователей Лаборатории исследования материалов MIT Хироки Исобе сказал: «Если мы сможем преобразовать эту энергию в источник энергии, который мы можем использовать для повседневной жизни, это поможет решить энергетические проблемы, с которыми мы сталкиваемся сейчас».

В итоге можно констатировать, что любые излучения, в том числе возможно и не известные нам пока, которые влияют на частоту и амплитуду колебаний атомов графена,  могут быть преобразованы в электрический ток посредством многослойного наноматериала, разработанного Neutrino Energy Group. Суммарное воздействие различных излучений, в том числе температура, повышают устойчивость работы нейтринных источников тока, созданных на основе Neutrinovoltaic технологии, и создают возможность непрерывной электрогенерации в любой точке Земли.

С каждым годом человечеству открывается всё больше и больше знаний, которые в самые ближайшие годы радикально изменят жизнь на Земле, обеспечив доступ к экологически чистым технологиям энергоснабжения. Необходимо уметь правильно использовать фундаментальные знания, открывающиеся нам сегодня, для создания прикладных решений, применимых в реальной жизни. Несомненно, что нынешний год, объявленный в России Годом науки и технологий, внесет свой важный вклад в освоение новых знаний и инновационных технологий на общее благо и процветание экономики государства.