Вечный генератор электричества

Добываем электричество из воздуха в промышленных масштабах

Поделитесь в соцсетях:

• Нажмите, чтобы поделиться на Twitter (Открывается в новом окне)
• Нажмите здесь, чтобы поделиться контентом на Facebook. (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться на LinkedIn (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться записями на Pocket (Открывается в новом окне)
• Нажмите, чтобы поделиться в Telegram (Открывается в новом окне)

Прошли новогодние праздники, отгорели гирляндами елки и пришли счета за электричество. Обогрев на основе электроконвекторов не перестает меня радовать общей стоимостью системы отопления загородного дома, но мысль о бесплатных киловатт-часах становится навязчивой. Поделюсь еще одной находкой из области очевидного и невероятного.

В этот раз электричество будем добывать непосредственно из воздуха. Про электростатические разряды все знают – если погладить пушистую кошку, а потом этой же рукой взяться за металлическую дверную ручку, то ударит током. Более интересный вариант – сняв шерстяной свитер, помыть руки водой из водопроводного крана. Она, оказывается, тоже бьется статическими разрядами! Но мы сегодня не об этом. Давайте упрощенно представим, как выглядит наша планета: твердая сфера – мы здесь, атмосфера – здесь летают птицы, ионосфера – здесь летают заряженные частицы.

Верхние слои атмосферы называют ионосферой не просто так – в ней очень много положительно заряженных частиц – ионов. Считается, что сама планета, в свою очередь, заряжена отрицательно. Отсюда и «заземление» — подключение отрицательного полюса в полярной электрической схеме к «земле».

Теперь, если представить нашу планету в виде сферического конденсатора (в вакууме), то получится, что он состоит из двух обкладок – положительно заряженной ионосферы и отрицательно заряженной поверхности земли. Атмосфера играет роль изолятора. Через атмосферу постоянно протекают ионные и конвективные токи утечки этого «конденсатора». Но, несмотря на это, разность потенциалов между «обкладками» не уменьшается. Мы по прежнему наблюдаем молнии, полярные сияния, да и ионов меньше не становится.

Это значит, что существует некий генератор, который постоянно подзаряжает эту систему. Таким генератором является магнитное поле Земли, которое вращается вместе с нашей планетой, и солнечный ветер, ионизирующий верхние слои атмосферы. Если каким-либо способом подключить к этому генератору полезную нагрузку, мы получим практически вечный и бесплатный источник электроэнергии.

Разность потенциалов атмосферы и земной поверхности может достигать от сотен до сотен тысяч вольт на разных высотах и в разное время года. Принципиальная схема «электростанции» в таком случае предельно проста: строим высокий столб-проводник (или поднимаем кабель аэростатом), хорошенько его заземляем и разрезаем у основания на нужной нам высоте. Верхняя часть столба будет иметь положительный заряд, нижняя- отрицательный. При помощи трансформаторов снижаем напряжение до нужных нам величин, попутно увеличив силу тока…и вроде как бы все. Включаем полезную нагрузку и радуемся.

Но в этой простоте и кроется вся хитрость. Проблема 1: высота проводника. Считается, что напряженность электрического поля планеты наиболее сильна у поверхности, т.е. на высоте 100-150 м. Выше строить сложно, хотя всегда есть аэростаты…Проблема 2, она же главная: чтобы по нашему проводнику пошел ток, т.е. движение электронов от отрицательного полюса к положительному, этот самый положительный полюс там должен быть. А если мы просто построим заземленный металлический столб, то электрическое поле в лице атмосферы его обойдет, «приняв» за новую точку поверхности земли. Таким образом, электроны, которые должны были бы двигаться снизу, от заземленной поверхности по проводнику вверх, к положительно заряженным ионам в атмосфере, этого делать не будут потому, что не смогут покинуть верхнюю часть проводника. Они останутся «запертыми» в нем, чем и обеспечится нейтральный заряд всей системы.

Грубо говоря, с металла (проводника) через воздух и в воздух ток просто так не проходит. Если совсем заумно, то есть такие штуки, как векторы напряженности электрического поля. Векторы напряженности поля проводника направлены вверх, а векторы напряженности эл. поля атмосферы направлены вниз. Они встречаются в верхней точке проводника и складываясь, компенсируют друг друга. Общий заряд системы нейтрален, однако на кончике проводника сконцентрирована наибольшая напряженность электрического поля.

Электроны не могут покинуть верхнюю точку проводника сами по себе, у них недостаточно энергии для того, чтобы покинуть проводник. Эта энергия называется работой выхода электрона из проводника и для большинства металлов она составляет менее 5 электронвольт, но даже ее пока взять неоткуда. А если помочь электронам покинуть проводник? Тогда все заработает – электроны будут подниматься вверх, захватываться электрическим полем и по проводнику пойдет ток. Нужно только постоянно помогать им в этом процессе. Весь фокус в устройстве, которое бы освобождало электроны из проводника в атмосферу и делало это постоянно.

Нам, получается, нужен трансформатор — проводник электронов в атмосферу. И такое чудо есть – катушки Тесла. Если избыточные электроны направлять в атмосферу при помощи коронных разрядов, или плазменной дуги или еще чего-то такого же плазменного, электроны будут покидать поверхность проводника и переходить в атмосферу по воздуху, еще как.

Совсем упрощенно – коронным разрядом на верхушке нашего столба мы соединим обкладки «кондесатора», плазменная дуга – тот самый проводник, которым можно соединить отрицательно заряженный металл заземленного проводника с положительно заряженной атмосферой…живой пример – молния, ударившая в громоотвод.

Электростанции-столбы с генераторами тесла на верхушках, уходящие на сотни метров в высоту – выглядит футуристично, технократично и канонично! Мне эта картинка так нравится, что я не буду портить ее расчетами и формулами. Любопытные все найдут сами. И на всякий случай – первооткрывателем стать не получится, технологию недавно запатентовали.

Делаем бесплатное электричество — простой самодельный генератор

Многих электриков интересует один очень популярный вопрос – как автономно и бесплатно получить небольшое количество электроэнергии. Очень часто, к примеру, при выезде на природу или походе катастрофически не хватает розетки для подзарядки телефона либо включения светильника. В этом случае Вам поможет самодельный термоэлектрический модуль, собранный на базе элемента Пельтье. С помощью такого устройства можно генерировать ток, напряжением до 5 Вольт, чего вполне хватит для зарядки девайса и подключения лампы в экстренной ситуации. Далее мы расскажем, как сделать термоэлектрический генератор своими руками, предоставив простой мастер-класс в картинках и с видео примерами!

Кратко о принципе действия

Чтобы в дальнейшем Вы понимали, для чего нужны те или иные запчасти при сборке самодельного термоэлектрического генератора, сначала поговорим об устройстве элемента Пельтье и о том, как он работает. Данный модуль состоит из последовательно соединенных полупроводников – pn переходов, находящихся между керамическими пластинами, как показано на картинке ниже.

Когда через такую цепь проходит электрический ток, происходит так называемый эффект Пельтье — одна сторона модуля нагревается, а вторая – охлаждается. Для чего это нам нужно? Все очень просто, данный эффект работает и в обратном направлении: если одну сторону пластины нагреть, а второю охладить, то можно получить электроэнергию небольшого напряжения и силы тока. Огромное преимущество данного метода в том, что можно использовать любой источник тепла, будь то костер, или горячая кружка с кипятком, остывающая плита и так далее. Для охлаждения можно применять воздух или для более мощных вариантов – обыкновенную воду, которая обязательно найдется даже в условиях похода. Далее переходим к мастер-классам, которые наглядно покажут из чего и как сделать термоэлектрический генератор своими руками.

Мастер-класс по сборке

У нас есть очень подробная и в то же время простая инструкция по сборке самодельного генератора электроэнергии на базе мини-печи и элемента Пельтье. Она пригодится каждому путешественнику в походе. Для начала Вам необходимо подготовить следующие материалы:

• Непосредственно сам элемент Пельтье с параметрами: максимальный ток 10 А, напряжение 15 Вольт, размеры 40*40*3,4 мм. Маркировка – TEC 1-12710.
• Старый нерабочий блок питания от компьютера (с него нужен только металлический корпус).
• Стабилизатор напряжения, со следующими техническими характеристиками: входное напряжение 1-5 Вольт, на выходе – 5 Вольт. В данной инструкции по сборке термоэлектрического генератора используется модуль с USB выходом, что упростит и сделает безопасным процесс подзарядки современного телефона либо планшета. Эту деталь можно приобрести в магазине радиокомпонентов или в интернете.
• Радиатор. Можно взять от процессора сразу с кулером (вентилятором), как показано на фото.
• Термопаста, продается в компьютерном магазине.

Подготовив все материалы, можно переходить к изготовлению устройства своими руками. Итак, чтобы Вам было понятнее, как самому сделать генератор, предоставляем пошаговый мастер-класс с картинками и подробным объяснением:

1. Разберите старый блок питания и оставьте только корпус. Он будет использоваться, как место розжига огня (так называемая печь). Будьте внимательны, даже на старых блоках питания в высоковольтной части на конденсаторах может остаться опасное для жизни напряжение. Поэтому перед работой оденьте диэлектрические перчатки, убедитесь в отсутствии потенциала на конденсаторе, для уверенности замкните его контакты, и будьте предельно осторожны во время разборки!
2. На радиатор нанесите термопасту тонким, однородным слоем и прислоните элемент Пельтье. Устанавливать нужно маркировкой к радиатору, это будет холодная сторона. Если Вы перепутаете стороны местами, в дальнейшем нужно будет поменять полярность проводов, чтобы термоэлектрический генератор работал правильно и не испортил преобразователь. Вместо термопасты вы можете использовать специальный теплопроводный клей, это будет даже лучше: не придется дополнительно крепить радиатор к корпусу.
   
3. К обратной стороне модуля прислоните корпус блока питания, как показано на фото ниже.
4. Прикрепите радиатор к корпусу с помощью металлической проволоки.
5. К выводам элемента припаяйте стабилизатор напряжения с выходом USB. Кстати, для этого можно сделать паяльник сделать своими руками.
6. Аккуратно поместите 5-вольтовый преобразователь в радиаторе и переходите к испытаниям самодельного термоэлектрического генератора. Не забудьте заизолировать преобразователь с помощью изоленты.
   

Работает термоэлектрический генератор следующим образом: внутрь печи Вы засыпаете дрова, мелкие щепки, поджигаете их и ждете несколько минут, пока одна из сторон термоэлемента не нагреется. Параллельно можно вскипятить воду на решетке. Для подзарядки телефона нужно, чтобы разница между температурами разных сторон была около 100 о С. Если охлаждающая часть (радиатор) будет нагреваться, его нужно будет остужать – аккуратно поливать водой, поставить на него кружку с жидкостью, льдом и т.д. Лучше крепить радиатор так, чтобы его ребра были расположены вертикально, это улучшает отдачу тепла воздуху.

А вот и видео, на котором наглядно показывается, как работает самодельный электрогенератор на дровах:

Также можно установить на холодную сторону устройства вентилятор от компьютера, что несколько изменит его конструкцию. Давайте рассмотрим этот вариант по подробнее:

В этом случае кулер будет затрачивать небольшую долю мощности генераторной установки, но в итоге система будет работать с более высоким КПД. Помимо телефонной зарядки модуль Пельтье можно использовать в качестве источника электроэнергии для фонарика, что не менее полезный вариант применения генератора. Еще одна особенность данной конструкции — это способность регулировать высоту над огнем. Для этого автор использует деталь от CD-ROMа (на одном из фото хорошо видно, как самому можно изготовить конструкцию).

Если сделать термоэлектрический генератор своими руками по такой методике, на выходе у Вас может быть до 8 Вольт напряжения, поэтому для подзарядки телефона, нужно подключить понижающий преобразователь, который сделает на выходе стабильные 5 В.

Ну и последний вариант самодельного источника электроэнергии для дома может быть представлен такой схемой: элемент между двух алюминиевых «кирпичиков», медная трубка (водяное охлаждение) и конфорка. Как результат – эффективный генератор, позволяющий получить бесплатное электричество в домашних условиях! Например, при остывании конфорки, когда ей никто не пользуется. Или очень часто люди используют печь для обогрева, так вот часть этой энергии может пойти на зарядку вашего гаджета.

Вот мы и предоставили три простых варианта самодельного аппарата, который можно собрать из подручных средств. Теперь Вы знаете как сделать термоэлектрический генератор своими руками, на чем основан принцип работы элемента Пельтье и для чего его можно использовать!

Будет интересным к прочтению:

Как собрать вечный двигатель из кулера и магнитов? Вот инструкция:

Бесплатное электричество в мини объемах, поможет быстро понять силу, свободной энергии. Понадобится старый вентилятор (он же кулер) от компьютера и три неодимовых магнита. Этот простой вариант исполнения БТГ бестопливного генератора, миниатюра больших генераторов бесплатного электричества.

Вот как выглядит готовый вечный двигатель, он же генератор электричества:

Вот что понадобится для сборки вечного генератора:

• Три неодимовых магнита
• Вентилятор от системного блока
• Лампочка на 12 вольт
• Диод для закольцовки тока

А также деревянная платформа (или любая на ваш вкус), а также клеевой пистолет.

1. Кулер

2. Магниты неодимовые тонкие:

3. Лампочка на 12 вольт (35 Вт)

4. Диод

Начинаем сборку.

Шаг №1 (приклеиваем магниты)

На лопасть наносим клей и приклеиваем.

второй магнит на противоположную сторону

приклеиваем так же

вот этого делать не надо! — первоначально было желание сделать 4 магнита, но они были больше и тяжелее, так что движок кулера не работал.

и так в итоге — до отклеивания двух больших.

Шаг №2 (собираем генератор энергии на плато)

приклеиваем к нему кулер

проклеить лучше хорошенько, а то вибрация…

приклеиваем лампу к кулеру

вот что в итоге:

Шаг №3 (припаиваем провода и диод)

первый провод через диод

второй напрямую к лампочке

Начинаем испытания генератора!

Предварительно отклеив два магнита, так что вам будет проще.. приклеить нужно только два

Подносим магнит

обороты растут, лампа горит ярче

Найдя идеальную точку для расположения магнита, приклеиваем его.

Теперь запускать вечный двигатель можно толчком пальца…

Свободной Вам Энергии!

Готовы повторить этот эксперимент?

Как считаете есть ли здесь обман?

• пишите свой комментарий на странице ниже:

Помните!

Что вы можете стать частью сообщества, где есть база знаний, в которой сборник готовых инструкций по сборке БТГ, чертежи, схемы, ОБСУЖДЕНИЯ, и такие же энтузиасты.

В сообществе ФриТеслаЭнерджи — вы всегда можете найти друзей и единомышленников, таких же энтузиастов свободной энергии.

Мы собрали сборник инструкций, моделей, чертежей БТГ, которые сможете собрать и вы. Вступайте в закрытое сообщество энтузиастов FreeTeslaEnergy

Участники сообщества вместе обсуждают модели и сборки авторов, ищут тех кто может собрать бестопливный генератор энергии, для освещения или отопления дома или квартиры…

Напишите ниже на этой странице, о своем опыте, что вы об этом думаете…

Вечный генератор электричества

Кто из нас в детстве не пытался или хотя бы не размышлял о том, чтобы построить вечный двигатель на постоянных магнитах? Казалось бы, если магниты отталкиваются друг от друга одноименными полюсами, то, наверное, можно найти такую конфигурацию магнитов, когда отталкивание станет действовать непрерывно, и сможет, например, вращать ротор «вечного» двигателя.

Однако, стоило нам попробовать реализовать эту идею практически, как тут же выяснялось, что в реальности ротор все равно находит такое положение, в котором останавливается. Словно ротор и вращался лишь для того, чтобы в конце концов найти эту точку и остановиться в ней. То есть неизбежно наступало устойчивое равновесие ротора.

Стремление термодинамических систем к равновесию

И это вовсе не удивительно, ведь ученым давно известно, что термодинамические системы стремятся к равновесию, и в конце концов пребывают в устойчивом равновесии (статическом или динамическом).

Из механики мы знаем, что тело покоится либо движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют никакие внешние силы, либо если действие этих внешних сил на тело скомпенсировано, то есть суммарная сила равна нулю (результирующее внешнее воздействие отсутствует).

Как вы понимаете, принцип стремления термодинамических систем к равновесию относится и к чисто механическим системам. Так, если система изначально пребывает в устойчивом равновесии (и конструкция с постоянными неодимовыми магнитами не является исключением), то при воздействии на такую конструкцию внешнего фактора, выводящего систему из равновесия, неизбежно возникнет реакция со стороны данной системы.

Это значит, что в системе начнут усиливаться процессы, стремящиеся уменьшить влияние внешнего фактора, который систему из равновесия вывел (Принцип Ле Шателье — Брауна).

Модель магнитного генератора индийского блогера с канала Creative Think:

Чтобы вызвать стремление к равновесию, необходимо создать условия не равновесия

Известный пример из электродинамики — правило Ленца. Если бы правило Ленца не работало, то электродвигатели не могли бы функционировать.

В электродвигателе электрический ток создает магнитное поле, которое заставляют ротор непрерывно искать равновесие, и чтобы ротор не останавливался, магнитное поле все время действует таким образом, что вынуждает ротор (даже под механической нагрузкой) постоянно догонять точку, в которой должно будет наступить равновесие.

Но при этом электрическим полем, действующим в проводниках, совершается работа, то есть расходуется энергия источника, ведь в двигателе есть как минимум трение вала о подшипники, на преодоление которого, даже если ротор не нагружен и двигатель работает вхолостую, требуется работа, то есть расход энергии.

Если бы трения (даже о воздух) не было, и вал не был бы нагружен, то ротор бы вращался очень долго, например в полном вакууме в отсутствие силы притяжения к Земле. Но тогда никакая работа этим ротором бы уже не совершалась, и это был бы уже не двигатель, а вращающийся без сопротивления кусок металла.

Вернемся теперь к постоянным магнитам. Для системы с постоянными магнитами предсказать направление протекания процесса уравновешивающей реакции несложно.

Так, еще в 90-е годы японский экспериментатор Кохеи Минато исследовал возможность создания непрерывного вращения используя постоянные магниты на роторе и статоре своего мотора. В конце концов он был вынужден также создавать изменяющееся магнитное поле, которое заставляло бы ротор искать равновесие.

Минато демонстрировал, как приближая или отдаляя постоянный магнит, можно вынудить ротор с постоянными магнитами вращаться. Но в итоге он просто дошел в экспериментах до двигателя с постоянными магнитами на роторе.

Никакого вечного двигателя не получилось. На изменение внешнего магнитного поля, от которого бы отталкивался ротор с магнитами, требуется энергия извне. То есть, для создания условий, в которых ротор с магнитами будет искать равновесие, необходимо параллельно совершать работу.

Еще одна модель магнитного генератора с Интернета:

Динамическое равновесие при низкотемпературной сверхпроводимости как частный случай

Рассмотрим крайний случай. Многие знают, что свинцовая катушка с током, помещенная в жидкий гелий, способна поддерживать ток (и магнитное поле тока) на протяжении многих лет, поскольку сопротивление проводника исчезает.

Почему сопротивление исчезает? Потому что колебания атомов в металле, обуславливающие электрическое сопротивление металла, прекращаются при критической температуре. Две такие катушки будут вести себя по отношению друг к другу как постоянные магниты. Но опять же, они найдут устойчивое равновесие и остановятся.

Движения под действием силы не будет, то есть двигателя совершающего работу не получится. Движущиеся в сверхпроводнике электроны также работы не совершают, хотя и пребывают в устойчивом динамическом равновесии.

Чтобы двигатель совершал работу — он обязан расходовать энергию, но откуда ей взяться?

Допустим, что двигатель на постоянных магнитах реально возможен. Тогда для совершения механической работы, то есть на перемещение какого-нибудь объекта под действием силы со стороны вала такого двигателя (даже на преодоление силы трения при вращении ротора вхолостую), необходимо преобразование некой энергии внутри двигателя.

А что это за энергия, если не энергия постоянных магнитов или не энергия подводимая извне? Раз по условию задачи энергия извне не подводится, значит остается энергия постоянных магнитов.

Однако, будучи просто расположены на роторе и статоре, магниты энергию не отдадут. Чтобы заставить магнит размагничиваться, необходимо совершить работу, то есть опять же подвести к устройству энергию извне. Остается делать выводы.

Ранее ЭлектроВести писали, что ф ранцузский автопроизводитель Citroen официально представил обновленный кросс-хэтчбек C4, включая его электрическую версию Citroen ë-C4. Покупатель сможет выбрать бензиновый двигатель мощностью 100-155 л.с., дизельный двигатель мощностью 110-130 л.с. или электрическую установку мощностью 100 кВт (136 л.с.).

Вечный генератор электричества

Группа ученых из Университета Арканзаса разработала электросхему, которая способна преобразовывать в электроэнергию тепловое движение графена. Как отмечает ведущий исследователь проекта профессор физики Пол Тибадо, такую систему можно встроить в микросхему, чтобы обеспечить практически неограниченное получение электричества, например, для питания низковольтных устройств и датчиков.

Результаты последнего исследования подтверждают разработанную три года назад физиками Арканзасского Университета теорию о том, что благодаря своим постоянным колебаниям свободный графен, то есть двумерный кристалл из одиночного слоя атомов углерода, может использоваться как источник энергии.

Хотя такое заключение звучит спорно, так как согласно утверждению американского ученого Ричарда Филлипса Фейнмана, тепловое движение атомов не может выполнять работу, исследователи под руководством Тибадо обнаружили, что свободный графен генерирует переменный ток.

Так как возможность сбора энергии броуновского движения с использованием единственного диода, пропускающего ток только в одном направлении, была опровергнута физиком Леоном Бриллюэном еще в 50-х годах XX века, Тибадо и его коллеги создали электросхему с двумя полупроводниками.

Они расположены так, что позволяют току протекать в противоположных направлениях, но по разным участкам схемы. Благодаря этому получилось преобразовать переменный ток графена в импульсный постоянный, который выполняет работу, нагревая нагрузочный резистор.

Новая электросхема способствует увеличению передаваемой мощности. Это явление достигается за счет изменения сопротивления цепи, вызываемого отпиранием и запиранием диодов. Причем раньше считалось, что переключение полупроводников создает противоположный эффект, то есть снижает мощность.

Чтобы обосновать обнаруженные особенности функционирования диодов, ученые использовали знания из относительно новой области физики — стохастической термодинамики. При этом они расширили теорию Найквиста, созданную почти 100 лет назад.

Исследователи отмечают, что графен и электросхема всегда имеют одинаковую температуру, то есть не передают тепло друг другу. Это свидетельствует о том, что устройство функционирует в полном соответствии со вторым законом термодинамики.

Так как графен колеблется относительно медленно, то индуцируемый с его помощью ток обладает малой частотой. Это является дополнительным преимуществом системы, так как электроника при низкочастотном токе работает более эффективно.

Следующая задача ученых — определить возможность накопления в конденсаторе постоянного тока, создаваемого в электросхеме. Для этого необходимо создать аналогичное устройство миниатюрного размера. Если удастся разместить миллионы подобных электросхем, получающих энергию из графена, на пластине кремния площадью всего 1 мм2, то такой микросхемы будет достаточно для полноценной замены небольшой обычной батарейки.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

• Назад
• Вперёд

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Электростанция в кармане: создана «вечная» зарядка для телефона

Российские ученые создали прототип чрезвычайно эффективного портативного генератора энергии, основанного на электрохимической реакции. По сравнению с аккумуляторной батареей, электрохимический генератор, вырабатывающий энергию из органического топлива (например, природного газа), обладает в десятки раз меньшим удельным весом и способен работать практически в любых климатических условиях. Устройство пригодится не только спецслужбам, робототехникам и полярникам, но и путешественникам, туристам, дачникам.

В рамках Национальной технологической инициативы (НТИ) разработан прототип революционного источника электроэнергии «Топаз», работающий благодаря так называемой электрохимической реакции. Подобно ТЭЦ, электричество в нем вырабатывается из углеводородного топлива (например, пропан-бутановой смеси), но топливо не сжигается, а превращается в электроэнергию напрямую, в результате химических процессов.

Соответственно, для такого источника не нужен промежуточный носитель (на ТЭЦ в этой роли выступает водяной пар, вращающий турбину), отсутствуют движущиеся части, а самое главное — электрохимический генератор обладает гигантской энергоемкостью, примерно в двадцать раз больше, чем у привычного литий-ионного аккумулятора.

Самый мощный аккумулятор сегодня способен дать около 200 ватт-часов на килограмм веса, «Топаз» же — 3 тыс. ватт-часов. Другое преимущество электрохимического генератора — возможность работать в экстремальных климатических условиях, при температуре от минус 40 до плюс 50 градусов. Вдобавок электрохимический генератор вместе с топливом может храниться неограниченно долгое время, тогда как аккумуляторные батареи во время хранения довольно быстро разряжаются.

— Проект базируется на оригинальной отечественной разработке — технологии микротрубчатых топливных элементов, которая позволила добиться рекордных результатов, — утверждает лидер рабочей группы НТИ «Энерджинет» Олег Гринько. — Нигде в мире пока нет прототипа электрохимического генератора с такими характеристиками, как «Топаз». В частности, генератор способен извлекать электроэнергию из широчайшего разнообразия веществ: пропан-бутан, метан, органические жидкости, тогда как зарубежные разработки способны, как правило, использовать только один вид специально подготовленного топлива.

Впрочем, по мнению руководителя проекта Алексея Кашина, основным топливом для «Топаза» в России, скорее всего, станет обычная пропан-бутановая смесь, которая используется для газовых горелок, продается везде и стоит недорого.

— Представьте: устройство размером с литровую бутылку надевается на такого же объема газовый баллончик и вырабатывает электроэнергию, которой хватит на неделю путешествия целой семье автотуристов, — говорит Алексей Кашин. — Они смогут прекрасно прожить это время без электросети: заряжать гаджеты, смотреть телевизор, освещать палатку.

Первые модели таких бытовых генераторов, по расчетам экономистов проекта, будут весить полтора-два килограмма и стоить около 150 тыс. рублей. По мере дальнейшего развития устройства его цена и вес должны существенно снизиться.

Но основной сферой применения электрохимического генератора всё же должен стать не туризм, а робототехника. Например, беспилотный летательный аппарат способен взять на борт весьма ограниченное количество груза. Сегодня львиную его долю составляет аккумулятор, позволяющий летать не больше 20–30 минут. С электрохимическим же генератором дрон сможет летать часами.

Другая важнейшая область применения — автономные устройства, предназначенные для обслуживания инфраструктурных объектов, особенно в условиях Севера.

— Создание технологии изготовления микротрубчатых топливных элементов — важнейшее достижение проекта, — считает заведующий комплексом лабораторий ионики твердого тела Института проблем химической физики РАН Юрий Добровольский. — Это пионерская работа, ребята во многом опередили зарубежные разработки в области электрохимической энергетики.

По мнению эксперта, такое достижение стало возможным благодаря тому, что научная школа и высококвалифицированные специалисты в этой области сохранились у нас со времен СССР, когда в стране уделялось повышенное внимание электрохимическим технологиям.

С помощью графена создан генератор «бесконечной» энергии

Физики из Университета Арканзаса разработали схему на основе графена, которую условно можно считать «вечным двигателем» — генератором бесконечной и чистой энергии. В этом нет противоречия законам термодинамики. Энергию научились добывать из теплового движения атомов углерода.

Как выяснилось в ходе эксперимента, под действием никогда не прекращающегося хаотического теплового движения внутри графена одиночно закреплённая пластинка этого вещества толщиной в один атом углерода медленно колеблется и изгибается.

Фактически это вариант одной из версии микроэлектромеханических устройств (MEMS), которые промышленность научилась выпускать и, так или иначе, пристроила к делу, включая создание генераторов электричества из механических колебаний. Но никто ещё не рискнул создать генератор на основе улавливания колебаний теплового движения атомов, что считалось невозможным.

Чтобы колебания графена и полученный в результате этого переменный ток был преобразован в постоянный ток, физики из Арканзаса предложили схему с двумя диодами. Поставленный эксперимент доказал, что схема генерирует добавочную мощность на нагрузке. Как считают учёные, миллионы подобных схем на кристалле могут стать источником маломощного питания автономных систем, датчиков и другого.

«Мы перенаправили ток в цепи и превратили его во что-то полезное. Следующая цель команды — определить, можно ли хранить постоянный ток в конденсаторе для последующего использования. Эта цель требует миниатюризации схемы и нанесения ее на кремниевую пластину или кристалл. Если бы миллионы этих крошечных схем могли быть построены на микросхеме размером 1 на 1 миллиметр, они могли бы служить заменой маломощной батареи», — сказал один из авторов исследования профессор физики Пол Тибадо (Paul Thibado).