Устройство, созданное в Университете штата Арканзас, — доказательство верности теории, которую физики разработали три года назад. Она состоит в том, что графен — материал из одного слоя атомов углерода — можно использовать для сбора энергии. Дело в том, что постоянное тепловое движение в графене заставляет его пульсировать и изгибаться.
Идея сбора энергии из графена сомнительна, потому что противоречит утверждению Ричарда Фейнмана о том, что тепловое движения атомов, известное как броуновское движение, не может выполнять работу. Однако команда профессора Пола Тибадо обнаружила то, что ранее считалось невозможным: при комнатной температуре тепловое движение графена все-таки индуцирует переменный ток в схеме, пишет Phys.org.
В 1950-х физик Леон Бриллюэн опубликовал важную работу, в которой опровергал идею о том, что добавление одного диода — одностороннего электрического вентиля — к цепи может стать решением проблемы сбора энергии из броуновского движения. Зная это, группа Тибадо создала схему с двумя диодами для преобразования переменного тока в пульсирующий постоянный. Два диода, дающие току двигаться в обоих направлениях, позволили получить пульсирующий постоянный ток, который выполнял работу на нагрузочном резисторе.
Вдобавок они открыли, что устройство повышает объем полученной энергии, а не понижает, как считалось ранее. Скорость изменений сопротивляемости, которую обеспечивают два диода, становится дополнительным фактором мощности.
Графен и схема находятся в симбиозе. Несмотря на выполняемую работу, они остаются при той же температуре, потоки тепла между ними не движутся. Это означает, что второй закон термодинамики не нарушен, а также нет повода для появления «демонов Максвелла», разделяющих горячие и холодные электроны, пояснил Тибадо.
Также ученые открыли, что относительно медленное движения графена индуцирует ток в схеме на низких частотах. Это важно с технологической точки зрения, поскольку на низких частотах электроника функционирует лучше.
Следующая цель исследователей — понять, можно ли сохранить постоянный ток в конденсаторе для последующего использования. Эта задача требует миниатюризации схемы и нанесения ее на кремниевый чип. Если на чипе размером 1×1 мм можно будет уместить миллионы таких схем, они смогут выполнять функцию маломощной батареи и вечно подпитывать, например, какие-нибудь датчики.
Читайте по теме. Графен закладывает основы энергогенерации без ископаемого топлива
