Графен стал базовым элементом новой технологии электрогенерации
Тенденция перехода на возобновляемые источники энергии, в первую очередь на солнечную и ветрогенерацию, имеет далеко неоднозначную репутацию. Наряду с зависимостью от погодных условий, солнечные электростанции и ветряки занимают всё больше пахотных территорий, полностью меняя ландшафт местности.
Кроме того, существующие электросети не в состоянии пропускать большие объёмы электроэнергии от мест установки объектов альтернативной генерации до потребителей, поэтому требуются не просто реконструкции существующих электросетей, а строительство новых сетей сверхвысоковольтной передачи электроэнергии на большие расстояния. Например, значительное наращивание объектов ветрогенерации и солнечной энергетики в Китае привело к региональному дисбалансу электроэнергии, что вызвало сокращение использования продукции возобновляемых источников энергии. Так северные и западные регионы КНР обладают богатыми энергетическими ресурсами, включая ветер и солнце, но не имеют достаточного населения и промышленности для потребления всей генерируемой электроэнергии. Аналогичная ситуация сложилась и в Германии, где ветрогенераторы устанавливаются на севере, а основные промышленные зоны находятся на юге и в центре Германии.
Дальнейшее развитие объектов ВИЭ в этих и других странах с аналогичными условиями электрогенерации потребует строительства не просто высоковольтных систем трансфера электроэнергии, а уникальных систем электроэнергии, рассчитанных на передачу прерывистых мощностей.
В тоже время некоторые мировые международные корпорации столкнулись с серьёзным падением доходов при инвестировании в альтернативную энергетику. Например, British Petroleum (ВР) замораживает проекты морской ветроэнергетики, поскольку инвесторы сомневаются в переходе на возобновляемые источники энергии. Компания будет вновь уделять больше внимания ископаемому топливу — нефти и газу, сообщает Reuters.
Масштабный переход на электромобильность также сталкивается с трудностями с вытекающими последствиями для спроса на электроэнергию, полученную от ВИЭ. Опрос водителей электрокаров в США показал, что 46% водителей намерены вернуться за руль автомобиля с ДВС. Причиной тому является недостаточная развитость инфраструктуры для подзарядки электромобилей. Все больше компаний, таких как Mercedes, Volkswagen и Toyota, замедлили или приостановили свои амбициозные проекты по выпуску электромобилей.
Технические сложности поддержания надёжности и устойчивости работы энергосистемы при массовом подключении объектов альтернативной бестопливной электрогенерации указывают на необходимость вывода на рынок источников бестопливной электрогенерации, работающих на иных технологических принципах и не зависящих от погодный условий.
В этом направлении исключительно перспективной является идея использования двумерных материалов для бестопливной электрогенерации, в частности графена. Эта идея была реализована в прошедшие годы по инициативе и непосредственном участии группы компаний Neutrino Energy Group под руководством Holger Thorsten Schubart. Работы в этом направлении были начаты в 2007 году, и за эти годы учёным удалось довести процесс до выпуска предпромышленной партии бестопливных источников тока, которые показали надёжность работы в процессе ресурсных испытаний.
Созданный учёными многослойный наноматериал, наносимый на металлическую фольгу, преобразовывает энергию частиц окружающих полей излучений невидимого спектра, пересекающих такую пластину, в электрический ток. Мощность излучений невидимого спектра не зависит от времени суток и погодных условий, поэтому генерация электрического тока происходит в базовом режиме.
Следующий этап – промышленный выпуск бестопливных генераторов, который будет осуществляться сторонними компаниями разных стран, которые приобрели лицензии у Neutrino Energy Group. Нанесение одноатомных слоёв графена и других химических элементов, входящих в состав многослойного наноматериала – очень сложная и амбициозная технологическая задача, от которой зависит мощность электрогенерации. Существующее оборудование для нанесения одноатомных слоёв использует метод химического осаждения из паровой фазы. Однако, существующее оборудование, основанное на такой технологии, позволяет соблюдать качество наносимого слоя только на пластине не более 10 см в диаметре. Такое оборудование позволяет производить научные исследования и даже позволило изготовить предпромышленную партию бестопливных генераторов в количестве 150 шт., которые задействованы в ресурсных испытаниях, но не подходит для промышленного производства ввиду низкой производительности процесса и малой площади нанесения одноатомных слоёв. Для увеличения производительности и площади нанесения одноатомных слоёв на металлическую подложку учёные Neutrino Energy Group совместно с коллегами специализированных компаний разработали промышленную технологию нанесения одноатомных слоёв химических элементов, которая гарантирует не только качество, но необходимую производительность и возможность нанесения одноатомных слоёв на большие площади.
Разработка технологии нанесения одноатомных слоёв позволяет расширить практическое внедрение Neutrinovoltaic технологии для различных областей применения.
При этом одним из самых перспективных направлений в этом списке можно считать разработку самозаряжающегося электромобиля, корпус которого будет преобразовывать энергию частиц окружающих полей излучений невидимого спектра в электрический ток.
Созданная компанией Neutrino Energy Group технология открывает несомненно широкие возможности в процессе трансформации энергетического сектора и перехода человечества к новому технологическому миропорядку.