Das Zeitalter der fossilen Brennstoffe neigt sich dem Ende zu

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ENERGIEWIRTSCHAFT

Weltweite Veränderungen, sowohl in der Politik als auch in der Lebensweise, sind heute weitgehend mit der Einführung neuer Technologien und Innovationen in verschiedenen Bereichen der Wissenschaft und Technik verbunden. Es ist davon auszugehen, dass die Welt in 10-15 Jahren unter völlig anderen Bedingungen leben wird. Durch die Einführung der künstlichen Intelligenz und die Fortschritte in der Wissenschaft werden viele Berufe verschwinden. Die Verknappung und Verringerung der Ressourcenbasis ist in erster Linie dafür verantwortlich, dass es in der Welt zu größeren Widersprüchen kommen kann.

Betrachtet man den Geldbetrag, der mit Zahlungen für die Bereitstellung natürlicher Ressourcen verbunden ist, so stehen die Zahlungen für Energieressourcen an erster Stelle. Das etablierte System der Elektrizitätsversorgung besteht seit etwa 150 Jahren. Es beruht hauptsächlich auf dem Betrieb großer Kraftwerksblöcke, deren Strom über weite Strecken zum Verbraucher transportiert wird. Die teuren Kraftwerksblöcke von Kernkraftwerken und Wärmekraftwerken werden nur für die Turbinen gebaut, die den Rotor des Generators mechanisch drehen. Darüber hinaus erfordert der Betrieb von Kraftwerken eine große Anzahl von Wartungspersonal, eine vorbeugende Wartung, aber das Hauptproblem ist die Verbrennung von Kohlenwasserstoffen und Uranbrennstoff, deren Reserven auf der Erde endlich sind.

Es gibt bereits Entwicklungen, die einen autonomen Betrieb von Generatoren ermöglichen, ohne dass Kraftwerksblöcke gebaut werden müssen. Solche Technologien werden als brennstofflose Stromgeneratoren bezeichnet. Konventionell können brennstofflose Stromgeneratoren in zwei Typen unterteilt werden:

1. Mit rotierenden Teilen

Dies sind Konstruktionen, deren Aufbau sich konzeptionell kaum von den in Kraftwerken installierten Generatoren unterscheidet. Der einzige Unterschied ist das Vorhandensein eines Elektromotors zum Drehen des Rotors anstelle eines mechanischen Getriebes. Es ist anzumerken, dass diese Technologie funktioniert, und in der Presse wird über die industrielle Erzeugung in verschiedenen Ländern berichtet, allerdings in Einzelfällen. Über die Gründe dafür können wir nur Vermutungen anstellen, aber es ist möglich, dass solche brennstofflosen Stromerzeuger eher für den Anschluss an zentrale Stromversorgungssysteme gedacht sind. Dies wirft die Frage nach den Kosten der brennstofflosen Stromerzeuger und dem Interesse der Stromversorgungs- und Stromerzeugungsunternehmen am Bezug von Strom aus solchen brennstofflosen Stromerzeugern auf.

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2. Keine rotierenden Teile

Die Technologie wurde vor einigen Jahren von der Neutrino Energy Group entwickelt und ist in Bezug auf die Verbrauchereigenschaften viel besser und vielseitiger. Das Know-how dieser Technologie besteht in einem Nanomaterial, das in der Lage ist, die Energie von elektromagnetischen, thermischen und anderen Energiefeldern des unsichtbaren Strahlungsspektrums, einschließlich der kinetischen Energie von Neutrinoteilchen mit Masse, in elektrischen Strom umzuwandeln. Die Energiefelder sind unabhängig von den Witterungsbedingungen 24 Stunden am Tag vorhanden und haben eine hohe Durchdringungskapazität, so dass sie einer Energiequelle im Freien, in Innenräumen oder z. B. im Keller eines Wohnhauses gleichkommen.

Das Nanomaterial wird auf die Metallfolie aufgebracht und bildet eine dicht durchsetzte dünne Schicht, die mit der Folie eine Einheit bildet, wodurch ein Abblättern des Nanomaterials und der Verlust seiner Leistungseigenschaften vermieden wird. Das Nanomaterial besteht aus abwechselnden Schichten aus Graphen und dotiertem Silizium. Das Schema des Nanomaterials ist in Abb. 1 dargestellt.

Abb.1. Schematische Darstellung eines Nanomaterials

Graphen und Silizium gehören zur Gruppe 4 des Mendelejewschen Periodensystems der chemischen Elemente und haben vier kovalente Bindungen. Und während der spezifischen Leitfähigkeit von Graphen nahe an der von Metallen wie Kupfer liegt, gehört Silizium zur Klasse der Halbleiter. Die Konzentration der natürlichen Ladungsträger in Silizium beträgt bei Raumtemperatur etwa 1,5⋅1010 cm-3. Um in Silizium elektronische oder elektrische Leitfähigkeit vom n-Typ zu erzeugen, wird Silizium daher mit Elementen der Gruppe 5 oder 6 des Mendelejewschen Periodensystems dotiert, wie im Patent EP3265850A1 angegeben. In dem Patent heißt es auch, dass Graphen mit chemischen Elementen dotiert ist, die magnetische Eigenschaften haben.

Der Mechanismus der Stromerzeugung ist die Entstehung der „Graphenwelle“ unter dem Einfluss der thermischen Bewegung der Graphenatome und der elastischen Wechselwirkung von Neutrinos mit Masse mit dem Kern der Graphenatome. Der Querschnitt des Graphen-Atomkerns, der aus 6 Protonen und 6 Neutronen besteht, ist sehr klein im Vergleich zur Größe des Graphen-Atoms selbst (die Größe des Kohlenstoff-Atoms beträgt 0,7 Å = 0,07 nm = 0,000 000 000 07 m), aber der Fluss der neutralen Neutrinos beträgt 60 Milliarden Teilchen pro Sekunde, die 1 cm2 der Erdoberfläche durchqueren.

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Obwohl nur ein Bruchteil des gesamten Neutrinostroms auf den Kern des Graphenatoms trifft, ist diese Wechselwirkung, die zur vollständigen oder teilweisen Übertragung der kinetischen Energie der Neutrinos in die kinetische Energie der Bewegung der Graphenatome führt, sehr wichtig, da sie dazu beiträgt, die Frequenz und Amplitude der Schwingungen der Graphenatome zu erhöhen und sie in die Resonanz der Atomschwingungen zu überführen. Die impulsartige Wechselwirkung des elektrischen Feldes der geladenen Graphen-Teilchen mit den Magnetfeldern, die durch die chemischen Elemente mit magnetischen Eigenschaften im Nanomaterial erzeugt werden, führt zum Auftreten der elektromotorischen Kraft (EMK) in jeder Schicht des vibrierenden Graphens, die die geladenen Teilchen in eine Richtung lenkt, d. h. zum Auftreten eines elektrischen Gleichstroms (Abb. 2).

Abb.2. Schema der Graphenschicht, die sich zwischen den Siliziumscheiben befindet, in die Verunreinigungen aus chemischen Elementen der 5 oder 6 Gruppen der Mendelejew-Tabelle eingebracht werden

Der wesentliche Unterschied zu den bestehenden Systemen brennstofffreier Generatoren mit rotierendem Rotor und den in Kraftwerken installierten Generatoren besteht darin, dass bei der neutrinovoltaik technologie die elektromotorische Kraft nicht durch die Rotation des Rotors mit der Magnetspule, sondern durch die Vibrationen des Graphen im Nanomaterial entsteht. Derzeit ist es möglich, eine Spannung von 1,5 V und einen Strom von 2 A aus einer 200×300 mm großen Platte zu gewinnen. Die aus solchen Platten hergestellte Stromerzeugungseinheit mit einer Nettoleistung von 5-6 kW (Abb. 3) hat eine Größe von 800x400x600 mm.

Abb.3. Neutrino Power Cube

Für das nächste Jahr ist die Inbetriebnahme von zwei industriellen Produktionsanlagen in der Schweiz und in Korea geplant. Während in der Schweiz eine Anlage mit geringer Kapazität gebaut wird (100 Tausend Einheiten von 5-6 kW-Generatoren), wird in Korea eine Megafabrik errichtet, die bis 2029 eine jährliche Produktionskapazität von 30 GW erreichen soll, wobei das Produktionsvolumen weiter gesteigert werden soll. Gleichzeitig laufen intensive Verhandlungen zwischen einem internationalen Konsortium aus institutionellen Investoren und Herstellerfirmen über den Bau ähnlicher Anlagen in Südostasien.

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Lizenzen für das Recht, Neutrinovoltaik-Stromquellen zu produzieren, wurden ebenfalls an eine Reihe von Unternehmen in verschiedenen Ländern verkauft. Darüber hinaus beginnt die Neutrino Energy Group zusammen mit indischen Partnern mit der Entwicklung des selbstaufladenden Pi-Elektroautos, dessen Antrieb in gewisser Weise, dem der Tesla-Elektroautos ähneln wird, aber der Körper des Pi-Elektroautos wird über ein System von Energiesammelpunkten aus den umgebenden Feldern der Strahlung des unsichtbaren Spektrums und thermischen Feldern sowie über ein System von Kondensatoren verfügen. Dem Arbeitsplan zufolge soll das Pi-Elektroauto innerhalb von 3 Jahren entwickelt werden. Die Zukunft der Energie und des Transports liegt in der kraftstofflosen Erzeugung, da dies die einzige Möglichkeit ist, das Leben auf der Erde zu erhalten, und da ein alternatives Szenario – Naturkatastrophen und Klimakatastrophen, ein starker Bevölkerungsrückgang und eine Rückkehr zu Lagerfeuer und Pferden – ebenfalls möglich ist.

Atomphysiker: Dr. Leonid K. Rumyantsev

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