211service.com
Fremskridt på en kraftfuld ny måde at generere elektricitet på
For cirka fire år siden forsker i Michael Strano's kemiteknisk laboratorium på MIT coated et kort stykke garn lavet af carbon nanorør med TNT og tændte den ene ende med en laser. Det funklede og brændte som en lunte og demonstrerede en ny måde at generere elektricitet på, der producerer fænomenale mængder strøm.
På det tidspunkt var der ingen, der forstod, hvordan det fungerede, og det var så ineffektivt, at det var lidt mere end en laboratorie-kuriositet, siger Strano.
Nu har Strano fundet ud af den underliggende fysik, som har hjulpet hans team med at forbedre effektiviteten dramatisk - med 10.000 gange - og kortlagt en vej til fortsatte hurtige forbedringer. En dag kunne generatorer, der bruger fænomenet, få bærbar elektronik til at holde længere og gøre elbiler lige så bekvemme som konventionelle biler, både udvide deres rækkevidde og muliggøre hurtig tankning på få minutter.
Effektiviteten af de hidtil fremstillede laboratorieenheder er stadig lav sammenlignet med konventionelle generatorer. Stranos seneste enhed er lidt over 0,1 procent effektivitet, hvorimod konventionelle generatorer er 25 til 60 procent effektive.
Men Strano siger, at de kunne være nyttige i nogle nicheapplikationer, hvor der er brug for et pludseligt strømudbrud. Og Strano siger, at de yderligere forbedringer i effektiviteten betyder, at bredere applikationer snart kan være gennemførlige.
De nye generatorer udnytter et fænomen, som Strano kalder en termokraftbølge. Den konventionelle måde at generere elektricitet ved at brænde et brændstof på er at bruge varme til at få ekspanderende gasser til at drive en turbine eller et stempel. I Stranos system, når brændstoffet brænder langs længden af hans nanorør, driver forbrændingsbølgen elektroner foran sig og skaber en elektrisk strøm. Det er en meget mere direkte og effektiv måde at generere elektricitet på, da der ikke kræves turbiner eller konventionelle generatorer.
Da nanogeneratoren kører på flydende brændstoffer - som lagrer langt mere energi end batterier - er der håb om, at de kunne tillade elbiler at gå meget længere, end de gør nu.
Det er et setup, der ikke er ulig det i en forbrændingsmotor, hvor brændstofudbrud sprøjtes ind i forbrændingskamrene for at drive stemplerne. Strømelektroniske kredsløb kunne tage strømudbruddene fra adskillige nanorørgeneratorer og udglatte det ved at bruge det til at drive elektriske motorer i en bil, for eksempel. Brændstoftanken kunne genopfyldes som en i en konventionel bil. Og fordi kulstofnanorørene ikke forbruges i processen, kan de bruges igen og igen.
For nylig opdagede Strano, at skift fra nanorør til flade plader af nanomaterialer - såsom enkeltatom-tykt grafen - forbedrer effektiviteten. At forme arkene til at dirigere energien fra termokraftbølgen øger også ydeevnen.