Prąd z nanorurki

| Technologia
Michael Strano et al., MIT

W 2010 roku profesor Michael Strano z MIT i jego zespół odkryli, że węglowe nanorurki, gdy są stopniowo podgrzewane z jednego końca, wytwarzają prąd elektryczny. Można je np. pokryć łatwopalnym materiałem, zapalić z jednego końca i uzyskać prąd pochodzący ze stopniowego ogrzewania się nanorurki. Strano odkrył nieznane wcześniej zjawisko, ale podczas przeprowadzanych wówczas eksperymentów uzyskano niewielką ilość prądu. Teraz uczony i jego koledzy tysiąckrotnie zwiększyli wydajność systemu i stworzyli urządzenie, które - pod względem ilości uzyskanej energii na wagę urządzenia - jest równie wydajne co najlepsze dzisiejsze akumulatory. Ma nad nimi też jedną zdecydowaną przewagę - do jego produkcji nie używa się metali ciężkich, ani żadnych toksycznych materiałów. Wynalazcy zastrzegają jednak, że miną lata zanim uda się skomercjalizować ich urządzenie.

Profesor Strano mówi, że jego zespół skupiał się nie tylko na poprawie wydajności urządzenia, ale również na opracowaniu teorii opisującej zjawisko, które ono wykorzystuje. Ostatnie eksperymenty laboratoryjne wykazały, że teoria dobrze pasuje do wyników eksperymentów.

Prąd elektryczny pojawia się wskutek popychania elektronów przez energię cieplną. Tym, co ostatecznie pozwoliło zweryfikować opracowaną teorię było potwierdzenie w laboratorium, że czasem zjawisko to powoduje, że w tym samym regionie prąd osiąga określone napięcia, a czasem przyjmuje dwie wartości napięcia. Nasz model matematyczny wyjaśnia, dlaczego tak się dzieje - mówi Strano. Okazuje się, że czasem fala termoelektryczna dzieli się na dwie. Mogą one albo połączyć się ponownie w jedną, albo pozostać oddzielne. Urządzenie zamienia ponad 1% energii cieplnej w energię elektryczną. To 10 000 razy lepsza wydajność niż podczas pierwszego zaobserwowania zjawiska w 2010 roku. Technologia litowo-jonowa potrzebowała 25 lat, by osiągnąć taką wydajność - mówi Strano.

Pierwotne eksperymenty prowadzono z użyciem materiałów, które przy niebezpiecznym obchodzeniu się z nimi mogą eksplodować. Jednak podczas najnowszych eksperymentów materiałem, którym użyto do uzyskania ciepła był cukier stołowy. To materiał, który pod względem bezpieczeństwa, łatwości pozyskania i powszechności występowania jest znacznie lepszy niż lit.  Kolejną przewagą nowego urządzenia jest fakt, że - przynajmniej teoretycznie - niezależnie od czasu przechowywania nie powinno tracić ono energii. A to oznacza, że można by je wykorzystać np. w sondach kosmicznych, które przez wiele lat pozostają w uśpieniu, a dopiero po dotarciu do celu potrzebują więcej energii by wykonać zadania. Jakby jeszcze tego bylo mało, nowe urządzenie można łatwiej skalować niż obecne akumulatory. Może być znacznie mniejsze niż one.

Autor:

Źródło: MIT

prąd nanorurka ciepło