德国柏林2021年08月25日 /新闻稿网 - Xinwengao.com/ - Neutrinovoltaic是能源技术领域的一个新术语。 这是一项创新的技术,中微子石墨烯纳米硅电池,该技术可以从不可见辐射光谱的电磁辐射中接收能量,转化为电力。

Neutrinovoltaic 一词的第一部分定义了“中微子”的概念。

中微子是来自太空的不可见辐射光谱的微小宇宙粒子,它们不断大量地渗透到地球上的每个地方,这是它们与太阳光线的相似之处。 唯一的区别是中微子无论在白天、夜晚、一年中的什么季节和什么样的天气,它们总是会到达我们的身边。每秒钟地球表面每1 平方厘米的中微子通量大约为 600 亿个粒子。 此外,中微子的质量非常低,但是它具有质量。 加拿大的 Arthur McDonald 和日本的 Kajita Takaaki Kajita, 这两位世界知名的物理学家已经使用新开发的现代测量方法证明了这一点。 由于这一发现,两位研究人员都获得了 2015 年的诺贝尔物理学奖。

一直以来,科学家们都很难确定是否能够将中微子应用于任何实际当中,因为中微子几乎不留痕迹地穿过已知的所有天然材料,包括人类和动物体,这被认为是一个不变的事实。 正是因为这个原因,我们没有感觉到它们在日常生活中的存在。 由于这种无所不在的能力,到现在人们尚不清楚如何使用和利用中微子粒子。

然而,我们发现了当中微子与人造的、密度更大的材料碰撞时,它们会将部分动能专递给该材料的原子。 在橡树岭实验室(美国)进行的相干实验的结果,在已发表的报告中揭示了中微子与物质相互作用的机制,这证明低能中微子参与与物质核的弱相互作用。 中微子与石墨烯原子相互作用的类似模型,可以作为将中微子能量转换为直流电的方案的理论依据。

根据麦克斯韦理论,电磁波产生的原因是电荷的加速运动,因此任何电磁辐射都会影响石墨烯原子,增加其振荡的频率。 例如,麻省理工学院的科学家正在研究一种基于石墨烯的设备,可以将环境太赫兹波转换为直流电,解释说任何发送 Wi-Fi 信号的设备也会发射太赫兹波——频率介于微波和红外光之间的电磁波. 这些被称为“T 射线”的高频辐射波也由几乎任何能感知温度的物体产生,包括我们自己的身体和我们周围的无生命物体。  “我们被太赫兹电磁波包围,”主要作者、麻省理工学院材料研究实验室的博士后 Hiroki Isobe 说:  “如果我们能够将这种能量转化为我们日常生活中可以使用的能源,将有助于解决我们现在面临的能源问题。”

在我们周围的能源和热场的影响下发电的可能性,是能源供应的一个新方向和一个全新的解决方案。 今天,研究人员将注意力集中在石墨烯上,因为其原子的振动(由于带电粒子的作用以“石墨烯波”的形式出现)是将其能量转化为电流的一种机制。 理论研究解释说,这个过程的来源是电子-声子耦合,因为它抑制了长波长弯曲的刚度并增强了面外波动。 需要理解的是,任何传入的能量都会对称地向各个方向散射石墨烯的电子,因此,石墨烯原子本身的振动并不能引起电子的定向运动。  Neutrinovoltaic 项目科学主管兼 Neutrino Energy Group 的CEO  Holger Thorsten Schubart 解释了他们如何解决获得直流电的方案,原材料中使用了两种类型的元素 – 硼和氮。 通过石墨烯电子之间的这种作用力排列,它们被“敲除”了平衡:靠近硼的电子感受到了一定的力,而靠近氮的电子受到了不同的吸引力。 整体效果就是物理学家所说的“倾斜散射”,即电子云将其运动偏向一个方向的过程。 因此,我们采取了稍微不同的路径,我们从石墨烯和纳米硅的叠加层中创建了一种多层纳米材料,并添加了使电子失去平衡的合金元素,迫使它们向一个方向流动,即产生了电流。”

Neutrinovoltaic 技术出现的相关性怎么估计也不过分。 中微子电源具有紧凑的尺寸(高转化率和高能量密度),一天 24 小时在基本模式下产生恒定电流,不受天气条件的影响。此外,它们没有机械移动部件,一次性安装即可长久使用,不需要过多的运营成本。 这些特性使得可以将这种纳米电池放置在设备的外壳内,以及电动汽车的底盘或者外壳内,确保其进程和操作的自主性。  Neutrino Energy Group 正在准备一个项目,用于重建其在德国的自有生产设施,以生产这种完全独立于充电站的电动汽车,称为 Pi-Car。

此外,非常有前景的领域之一是中微子能量立方体的发布 – 用于私人家庭供电的直流电源。

国际社会正在努力向替代能源转型,这无疑是推动新能源技术快速发展的动力,也是引入创新发电方法的机会,例如中微子光伏技术,这无疑将取而代之。在能源市场中发挥重要作用,在满足不断增长的需求方面发挥着重要作用,为我们和子孙后代在地球上舒适生活的能源与自然和世界经济发展对环境的高要求相平衡。

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