Технологии бестопливной электрогенерации выходят на энергорынок

2023-04-26 10:06:00 Время чтения 9 мин 276

Нефтяные и газодобывающие компании переодически публикуют информацию об объёме разведанных запасов нефти и газа. Например, Газпром только что объявил, что обладает запасами газа на 100 лет. С одной стороны, это серьезная цифра, а с другой – это короткий срок в истории цивилизации на Земле, поэтому уже сейчас необходимо думать о мире без сжигания углеводородного сырья.

Многие страны активно развивают ядерную энергетику, но запасы урановых руд тоже конечны, хотя учёные-ядерщики уже создали комбинированное ядерное топливо. Водородная энергетика и транспорт на водороде существуют сегодня больше в качестве идеи, чем как практическое решение, поскольку требуется решение множества технологических проблем и объемных инвестиций в производство и инфрастуктуру. Кроме того, климатологи и экологи не говорят о том, что водяной пар – один из основных парниковых газов и его вклад в глобальное потепление не менее опасен, чем углекислый газ. Продуктом сгорания водорода является водяной пар и вода, выделение которого неизбежно вызывает увеличение концентрации водяного пара в атмосфере.

Путь устойчивого развития земной цивилизации безусловно связан с бестопливными технологиями в области генерации энергии и транспорта на электрической тяге. Уже сейчас создано множество прототипов бестопливных генераторов, работающих на различных принципах, хотя на 95% - это схемы различных магнитных бестопливных генераторов, работающих при этом на одном и том же принципе. Нужно быть объективным и признать, что до настоящего времени разработки бестопливной генерации не пошли в промышленную серию, но в конце концов количество всегда переходит в качество, так как эта тема сегодня является очень актуальной. Очень часто в комментариях к статьям о появлении той или иной разработки читатели указывают, что её давно бы «оторвали с руками», если бы это было правдой и технология работала. Так рассуждают идеалисты, которые не понимают, что внедрение бестопливной электрогенерации критически опасно для существующей энергетической системы, начиная от производства различного оборудования, добычи, транспортировки, электрогенерирующим компаниям и компаниям, работающим в сфере распределения энергии. А это десятки миллионов рабочих мест, поэтому руководители таких предприятий сделают всё, чтобы конкурентные бестопливные технологии стали «мертворожденными». Именно поэтому случаи внедрения той или иной технологии бестопливной генерации являются единичными.

Единственный шанс выхода на энергетический рынок – это создание бестопливных генераторов малой мощности, предназначенных для частных лиц, а стабильная работа генераторов в течение нескольких лет и перспектива экономической выгоды от применения технологии обратит внимание и руководителей предприятий, что постепенно позволит выйти и на рынок электроснабжения промышленности.

Но частный покупатель – это очень разборчивый покупатель, он не приобретет бестопливный генератор, который нуждается в постоянном техобслуживании, ремонте и создает шум. Именно поэтому магнитные генераторы с вращающими роторами или частями не имеют шансов для выхода на розничный рынок. Непременное условие для того, чтобы найти своего постоянного розничного потребителя – это соответствие принципу «подключил и забыл».

Из известных технологий бестопливной электрогенерации этому принципу, пожалуй, соответствует только Neutrinovoltaic. Но было бы очень странно, если бы не было оппонентов данной разработки, которые стараются доказать, причём с привлечением учёных, что нейтрино обладает сверхпроникающей способностью, «прошивает» Землю, не встречая сопротивления и используют аргумент, что для фиксации нейтрино строятся огромные детекторы, и поэтому преобразовать кинетическую энергию нейтральных частиц нейтрино в электрический ток невозможно. Я не буду приводить все аргументы оппонентов технологии, но у меня есть большое подозрение, что они поверхностно и невнимательно знакомились с опубликованными компанией Neutrino Energy Group материалами.

Глубоко ошибочно считать, что механизм, позволяющий преобразовывать энергию нейтрино, имеющих массу, заключается в том, чтобы полностью забрать энергию нейтрино, пересекающих поверхность электрогенерирующих пластин, которая является кинетической энергией, т.е. фактически остановить нейтрино, сделав их скорость нулевой.

Механизм генерации энергии по Neutrinovoltaic технологии – это колебания атомов графена, которые приводят к возникновению «графеновый» волны. Чем больше амплитуда и частота колебаний атомов графена, тем сильнее генерируемая электрогенерирующим элементом мощность. «Графеновая» волна видна под микроскопом с сильным разрешением, это факт, который невозможно оспорить.

Упрощенная схема когерентного упругого рассеяния нейтрино на тяжелых ядрах. Д.Ю. Акимов, к.ф-м.н (сотрудник МИФИ)/ Science

Что влияет на амплитуду и частоту колебаний атомов графена? В первую очередь, по моему мнению, – тепловое (броуновское) движение атомов графена, а также нейтрино, имеющие массу, которые ударяются в ядра атомов графена, усиливая колебания, возникающие от теплового движения. Эти 2 фактора сохраняются в любой точке Земли, однако колебания могут усиливаться вблизи линий электропередач, вблизи источников антинейтрино, например, вблизи блоков АЭС и т.д. Размер ядер атомов графена очень мал, по сравнением с размером атома графена, поэтому вероятность столкновения нейтрино, имеющих массу, с ядром атома графена составляет доли процента от общего потока нейтрино, составляющих 60 млрд. частиц в секунду через 1 см2 земной поверхности. Удар супер лёгких частиц нейтрино об ядро атомов графена может как полностью остановить нейтрино, если они низкоэнергетические, так и просто привести к отскоку нейтрино или изменению траектории его движения, если удар произошёл по касательной к ядру атома графена. Тот факт, что подобное взаимодействие имеет место подтвержден в работах коллаборатории COHERENT в Ок-Риджской национальной лаборатории (США). Авторы, среди которых были учёные четырёх стран, в том числе и из России (ИТЭФ имени А.И. Алиханова (НЦ «Курчатовский институт»), Университет МИФИ и МФТИ), изучали взаимодействие низкоэнергетических нейтрино с ядрами аргона и пришли к выводу, что имеет место когерентное упругое нейтрино-ядерное рассеяние (CEvNS). Аргон имеет порядковый номер 18 в периодической системе химических элементов и атомный вес 39,948, тогда как графен (углерод) имеет порядковый номер 6 и атомный вес 12,011. Это говорит о том, что эффект ударов нейтрино об ядра атомов графена будет выражен более сильно, чем об ядра аргона.

Именно эти исследования дают основания учёным компании Neutrino Energy Group отметить особенную роль нейтрино в процессе генерации электроэнергии и назвать разработанную технологию Neutrinovoltaic. Сегодня невозможно определить вклад нейтрино в сравнении с влиянием теплового движения на амплитуду и величину колебаний атомов графена, но то что такой механизм существует и он очень важен, - вне всякого сомнения.

Holger Thorsten Schubart, президент компании Neutrino Energy Group в своих выступлениях неоднократно подчёркивал, что название, включающее в себя обозначение частиц «нейтрино» и давшее основу для названия технологии Neutrinovoltaic служит больше формированию бренда, чем отражению сути самой технологии.

Познакомиться с механизмом генерации энергии по Neutrinovoltaic технологии можно в ранее опубликованных статьях, ссылки на которые размещены на сайте компании Neutrino Deutschland GmbH.

Автор: Румянцев Л.К., к.т.н