Роботы - Дмитрий Романофф
Заявленный принцип работы основан на использовании многослойного наноматериала. В куб укладываются от 12 до 20 чередующихся слоёв графена и легированного кремния, нанесённых на металлическую подложку. Согласно заявлениям компании, когда нейтрино и другие частицы проходят через куб, они вызывают микроскопические колебания атомов графена, так называемую «графеновую рябь». Эти колебания, усиливаемые тепловым движением атомов, якобы преобразуются в резонансную вибрацию всей структуры, которая затем снимается в виде постоянного электрического тока. В результате устройство, не имеющее движущихся частей и внешних видимых источников питания, должно генерировать электричество 24 часа в сутки.
Заявлено, что агрегат размером с небольшую тумбу может выдавать нетто-мощность 5–6 кВт, что достаточно для обеспечения энергией среднего домохозяйства. Компания анонсировала полевые испытания сотен таких устройств в Австрии и заявляет о планах по строительству заводов в Швейцарии и Южной Корее.
Несмотря на громкие обещания, концепция прямого получения значимой энергии из нейтрино вступает в острое противоречие с устоявшимися принципами физики элементарных частиц.
Неуловимость нейтрино.
Ключевая проблема этого решения заключается в крайне слабом взаимодействии нейтрино с веществом. Эти частицы участвуют только в слабом и гравитационном взаимодействиях, игнорируя электромагнитное и сильное. Чтобы нейтрино «столкнулось» с ядром атома, оно должно подойти к нему на расстояние порядка аттометра или 10⁻¹⁸ метра. Через каждый квадратный сантиметр Земли ежесекундно пролетает около 60 миллиардов нейтрино, но практически все они проходят сквозь планету, не оставляя следа. Для их регистрации учёные строят гигантские детекторы массой в тысячи тонн. Примеры таких систем Super-Kamiokande в Японии, IceCube в Антарктиде или у нас на Кавказе. Они фиксируют буквально единичные события. Идея, что компактный бытовой прибор сможет уловить достаточно нейтрино для генерации киловатт мощности, с точки зрения современной физики выглядит совершенно неправдоподобной.
Вопрос источника энергии.
Сами разработчики, по-видимому, осознают эту проблему. В их объяснениях фокус постепенно смещается с нейтрино на более широкий спектр воздействий так называемые «волны материи» по гипотезе де Бройля. Это тепловое движение атомов графена и даже техногенный «электромагнитный смог» от Wi-Fi и сотовых сетей. Однако ни один из этих альтернативных источников не обладает достаточной плотностью энергии. Например, для выдачи мощности, сравнимой с солнечной батареей, плотность энергии на входе должна быть сопоставима с солнечным светом. Техногенные радиоволны на много порядков слабее.
Таким образом, физическое сообщество скептически относится к заявлениям Neutrino Energy Group. Эксперты указывают, что подобные проекты часто используют малопонятную широкой публике научную терминологию для прикрытия принципов, противоречащих фундаментальным законам, в частности, закону сохранения энергии.
Энергия из атмосферы.
Если получение энергии непосредственно от нейтрино за гранью современных технологий, то идея использования других, более распространённых и взаимодействующих частиц и полей в атмосфере уже гораздо ближе к реальности. Сегодня существуют работающие прототипы и коммерческие устройства, реализующие эту концепцию в малых масштабах.
Более реалистичные источники энергетических кубов нового поколения:
1. Радиочастотная энергетика через улавливание энергии радиоволн от вещательных станций, сотовых вышек и Wi-Fi роутеров. Эта технология, известная как сбор рассеянной энергии, уже питает малопотребляющие устройства типа датчиков «интернета вещей» IoT, RFID-метки и носимую медицинскую электронику.
2. Термоэлектрические генераторы по преобразованию разницы температур. Например, между корпусом устройства и окружающим воздухом или между разными слоями атмосферы. Преобразование в электричество происходит с помощью эффекта Зеебека.
3. Пьезоэлектрические и трибоэлектрические элементы. Генерация тока идёт за счёт механических вибраций или трения, которые в изобилии присутствуют в окружающей среде в виде ветра, шума и движения.
4. Солнечная энергетика нового поколения. Не стоит забывать и про совершенствование классических решений. Современные солнечные элементы имеют рекордную эффективность и могут работать в условиях рассеянного света, приближаясь к идеалу круглосуточного источника.
Гипотетический «Атмосферный энергетический куб» будущего, в отличие от нейтринного, может быть гибридным устройством, комбинирующим несколько из этих технологий для сбора мизерной, но реально существующей энергии из различных источников.
Мечта о компактном устройстве, обеспечивающем дом автономной энергией из неиссякаемых природных ресурсов, продолжает вдохновлять учёных и инженеров. Однако путь к этой цели лежит не через попытки обойти фундаментальные законы физики, а через кропотливую работу по повышению эффективности и интеграции уже существующих технологий сбора энергии.
Децентрализованная энергетика — это не фантастика, а объективная реальность и насущная необходимость. Её основу сегодня составляют не спорные «нейтринные кубы», а стремительно развивающиеся, дополняющие друг друга технологии в виде солнечных панелей на крышах, малых ветрогенераторов, умных сетей, системы накопления энергии и упомянутые выше системы сбора рассеянной энергии. Именно в их синергии, а не в поиске «мистического куба», заключается устойчивое энергетическое будущее, независимое от централизованных сетей и ископаемого топлива.
Таким образом, в то время как проекты вроде Neutrino Power Cube остаются на периферии научного мейнстрима, реальная децентрализованная энергетика уверенно развивается, доказывая свою жизнеспособность уже сегодня.
Ядерные батареи на никеле-63.
Рассмотрим технологию бета-вольтаических ядерных батарей на изотопе никель-63. Батарея представляет собой физически обоснованную и уже реализованную платформу для децентрализованной энергетики. Эти устройства, часто называемые «вечными батарейками», используют энергию бета-распада радиоактивного изотопа, преобразуя её непосредственно в электричество с периодом полураспада около ста лет и безопасным излучением, которое легко экранируется. Никель-63 идеально подходит для создания долговечных и автономных источников питания для решений вне электросети.
Изотоп никель-63 в процессе бета-распада испускает электроны или бета-частицы. Эти частицы попадают в полупроводниковый преобразователь чаще всего на основе алмаза или кремния, где ионизируют атомы, создавая пары электрон-дырка. Встроенное в полупроводник электрическое поле разделяет эти заряды, генерируя постоянный электрический ток. Этот процесс не требует движущихся частей, химических реакций или внешнего источника энергии, обеспечивая стабильную выходную мощность на протяжении десятилетий.
Реальные прототипы.
Технология уже вышла из стадии чистой теории. В 2024 году китайская компания Betavolt Technology представила действующий прототип BV100 — батарейку размером 15×15×5 мм, выдающую 100 мкВт мощности при напряжении 3В. Она состоит из слоёв никеля-63 и алмазных полупроводников. Компания заявила о планах по созданию версии мощностью 1 Вт к 2025 году.
Параллельно ведутся интенсивные исследования. Учёные из МФТИ, ТИСНУМ и МИСиС в 2018 году создали прототип, достигший рекордной для никеля-63 удельной энергоёмкости около 3300 мВт·ч/г, что в 10 раз превосходит плотность энергии обычных химических батарей. Их разработка, состоящая из 200 алмазных преобразователей, генерирует около 1 мкВт и оптимизирована для питания имплантатов.
Сфера применения.
Утверждение о применении подобных технологий в медицине и космосе не фантастика, а исторический
