إن بداية تجزئة السوق العالمية، التي لوحظت نتيجة المواجهة بين روسيا والدول الغربية، هي في الواقع عملية لا مفر منها. سوف تتنافس التحالفات المشكلة مع بعضها البعض بشدة، وخاصة في الاقتصاد، وسيكون العامل الحاسم في ذلك هو امتلاك التقنيات المتقدمة في مختلف المجالات.
يُظهر الوضع السياسي الحالي في العالم أن البنية التحتية للطاقة معرضة بشكل أساسي لخطر التدمير، لأنها تؤدي إلى انهيار كامل للاقتصاد. إن إنشاء نظام توليد الطاقة الأكثر توزيعًا على أراضي الدولة ليس له أهمية اقتصادية فحسب، بل أهمية عسكرية وسياسية استراتيجية أيضًا. لكن يجب أن يفي نظام توليد الطاقة الموزع بالمتطلبات البيئية التي تستبعد انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي، مع تقليل العبء المالي الحرج على المستهلك.
لا تفي أي من تقنيات توليد الطاقة الحالية، بما في ذلك الطاقة الشمسية وتوليد الرياح، بالمعايير المدرجة، لأنه، إلى جانب الاعتماد المباشر على الظروف الجوية، يصبح تراكم الألواح الشمسية وتوربينات الرياح في مناطق واسعة هدفًا ضعيفًا بسهولة. مع أخذ جميع العوامل الإستراتيجية بعين الاعتبار، فإن الهدف الرئيسي لنظام توليد الكهرباء الموزع هو الكفاءة الاقتصادية: فكلما اقترب مصدر الكهرباء من المستهلك، انخفضت الخسائر في شبكة الكهرباء، وكذلك تكاليف بنائها وصيانتها. لقد حددت دول الاتحاد الأوروبي هدفًا يتمثل في التخلص التدريجي من طاقة الوقود الأحفوري بحلول عام 2050. إنها مهمة شاقة، لكنها مهمة قابلة للتحقيق.
في ألمانيا، اقترحت شركة العلوم والتكنولوجيا الخاصة مجموعة نيوترينو للطاقة تزويد نيوترينو باور كيوب الفردية بمولدات طاقة من 5-10 كيلو واط * ساعة للمباني السكنية. هذه المولدات صغيرة الحجم ولن تشغل مساحة كبيرة في مساحة المعيشة. سيتم إنتاج مكعب نيوترينو للطاقة بقدرة صافية تبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة كخزانة تحكم، مقسمة بشكل مشروط إلى قسمين: قسم التوليد، حيث يتم تثبيت وحدات التوليد، وقسم تثبيت نظام التحكم.
سيكون لمقصورة توليد الطاقة من النيوترينو باور كيوب بسعة صافية تبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة أبعاد 800 × 400 × 600 مم ويزن حوالي 50 كجم. ستحتوي حجرة نظام التحكم على محولات لتحويل التيار المستمر إلى تيار متردد عند 220 فولت و380 فولت. يحتوي النيوترينو باور كيوب أيضًا على مقبس تيار مستمر للتوصيل المباشر بجهاز كمبيوتر والعديد من الأجهزة والأدوات. لا تحتوي مكعبات نيوترينو للطاقة على أجزاء دوارة؛ لذلك فهي لا تولد أي ضوضاء أو انبعاثات ضارة يمكن أن تزعج حياتك بشكل مريح. تعتمد القدرة الصافية التي يولدها النيوترينو باور كيوب على فقد الطاقة أثناء تحويل التيار المباشر إلى تيار متناوب عند 220 فولت و380 فولت، لذا فإن لمكعب نيوترينو للطاقة ناتج طاقة صافٍ يبلغ 5-6 كيلو واط * ساعة بإجمالي الطاقة خرج 7 كيلو واط * ساعة.
يحتوي المصدر الذي تبلغ قوته الصافية 5-6 kW * h على 6 وحدات لتوليد الطاقة؛ مصدر بقدرة صافية من 10-12 كيلو واط * ساعة يحتوي على 12 وحدة لتوليد الطاقة. تسمح ميزات تصميم النيوترينو باور كيوب بزيادة الطاقة اللازمة عن طريق توصيل وحدات توليد طاقة إضافية، تتكون كل منها من مجموعة من ألواح رقائق معدنية معبأة بكثافة مع مادة نانوية متعددة الطبقات مطبقة على جانب واحد. لوحة واحدة 200x300mm تولد جهد 1.5 فولت وتيار 2 أمبير. ينتج عن تطبيق طلاء متعدد الطبقات على جانب واحد من الرقاقة أعمدة مختلفة: الجانب المطلي له قطب موجب والجانب غير المطلي قطب سالب، مما يسمح بوضعهما فوق الآخر والضغط معًا لتشكيل محكم وثابت. اتصال لوحة. سيبدأ الإنتاج التجاري المرخص لمكعبات نيوترينو للطاقة في سويسرا في أواخر عام 2023 أو أوائل عام 2024.
لماذا تعتبر تكنولوجيا النيوترينو فولتيك الجديدة ابتكارًا رائدًا في صناعة الطاقة؟
لأول مرة، نجح العلماء بقيادة الباحث وعالم الرياضيات الألماني هولجر ثورستن شوبارت في إنشاء مادة نانوية قادرة على تحويل طاقة مجالات الإشعاع المحيطة من الطيف غير المرئي إلى تيار كهربائي. في الواقع، لقد نجحوا في إنشاء مولد بدون وقود (FGD) مما يسمى “الطاقة الحرة”. على عكس العديد من الباحثين الذين يدرسون جدوى BTG استنادًا إلى دوار مولد دوار، فإن BTG التابعة لمجموعة نيوترينو للطاقة لا تحتوي على أجزاء متحركة، مما يزيد بشكل كبير من موثوقيتها التشغيلية، كما أن عدم وجود ضوضاء واهتزاز أثناء تشغيلها يزيل أي قيود على وضعها. في مساحة المعيشة أو العمل.
تنص براءة الاختراع على أن العلماء طبقوا مادة متعددة الطبقات مصنوعة من طبقات متناوبة من الجرافين والسيليكون المخدر على جانب واحد من رقائق الألومنيوم. يتضمن التركيب الأمثل لهذه المادة 12 طبقة متناوبة من الجرافين والسيليكون بنسبة إجمالية 75/25٪. لتحسين الكفاءة والموثوقية، يتم تطبيق المادة النانوية على الرقاقة المعدنية تحت ظروف الفراغ في غياب الأكسجين.
ما هو الدور الذي يلعبه الجرافين في تكنولوجيا النيوترينو فولتيك؟
يعد استخدام الجرافين في مادة نانوية أمرًا مشروعًا، حيث إنه المادة الوحيدة المعروفة للعلم اليوم القادرة على “حصاد” الطاقة من البيئة. نظرًا لوجود شبكة بلورية سداسية، تؤدي اهتزازات ذراتها إلى ظهور “موجة جرافين” على سطحها، والتي يمكن ملاحظتها تحت المجهر بدقة عالية. يتساءل الكثير من الناس عن سبب استخدام الجرافين بدلاً من الجرافيت، على سبيل المثال. أظهرت التجارب التي أجرتها مجموعة نيوترينو للطاقة، والتي تم تأكيد نتائجها لاحقًا بشكل مستقل من قبل ETH الأستاذة فانيسا وود وزملاؤها، أنه عندما يتم تصنيع المواد بأحجام أصغر من 10-20 نانومتر، فهذا يعني 5000 أرق بمرات من شعر الإنسان، اهتزازات الطبقات الذرية الخارجية على سطح الجسيمات النانوية كبيرة وتلعب دورًا مهمًا في كيفية تصرف المادة. هذه الاهتزازات الذرية، أو “الفونونات” ، مسؤولة عن كيفية انتقال الشحنة الكهربائية والحرارة في المواد.
مع الأخذ في الاعتبار أنه إذا كانت اهتزازات ذرات الجرافين، على سبيل المثال، أقوى 100 مرة من اهتزازات ذرات السيليكون، فإن تراكب تردد التأثير الخارجي لمجالات الإشعاع المحيطة، بما في ذلك تأثير النيوترينو، على التردد الداخلي من اهتزازات موجة الجرافين، الناتجة عن الحركة البراونية الحرارية لذرات الجرافين، تكثف هذه الاهتزازات وتؤدي إلى صدى الاهتزازات الذرية. تمكّن التذبذبات الذرية في الرنين من الارتداد المعزز للإلكترون عند التلامس مع السيليكون المخدر. استخدام الجرافين الخالي من الشوائب واستخدام المنشطات “يجبر” إلكترونات الجرافين على التدفق في نفس الاتجاه، أي يتم توليد تيار كهربائي. التأثير الكلي هو ما يسميه الفيزيائيون “التشتت المائل”، حيث تنحرف سحب الإلكترونات حركتها في نفس الاتجاه.
وتعليقًا على الجدل المثير للجدل في المجتمع العلمي والصحافة الدولية حول تأثير النيوترينو على حجم اهتزازات ذرات الجرافين، ينتقد هولجر ثورستن شوبارت مدى بقاء الجمهور في حالة عدم اليقين بشأن إمكانيات توليد الطاقة الجديدة على الرغم من حقيقة أن الحالة الحالية للمعرفة في فيزياء جسيمات النيوترينو ذات الكتلة تقدم حلولًا حقيقية للمشاكل الحالية من خلال مناهج جديدة بشكل أساسي. يقول العلماء في مجموعة نيوترينو للطاقة: “جسيمات الطيف غير المرئية قادرة على تزويد الناس بالطاقة يومًا بعد يوم أكثر من أي موارد أحفورية متضائلة في العالم”. وفقًا لهم، يجب أن يركز البحث الحالي على كيفية تسخير مجال الطاقة اللانهائي من حولنا لتوليد الطاقة في المستقبل بدلاً من الاستمرار في “حفر الأرض”، كما حدث لمئات السنين.
