Επιστήμονες ανακάλυψαν έναν νέο τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας!

Έπειτα από πολυάριθμες έρευνες επιστήμονες του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ ανακάλυψαν ένα άγνωστο μέχρι τώρα φαινόμενο, το οποίο μπορεί να προκαλέσει ισχυρά ενεργειακά κύματα να ταξιδέψουν μέσω μικροσκοπικών «συρμάτων» (νανοσωλήνων άνθρακα).
Το φαινόμενο αυτό, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε ένα νέο τρόπο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ανακαλύφθηκε από ομάδα ερευνητών υπό τον καθηγητή Μάικλ Στράνο του τμήματος χημικών-μηχανικών του αμερικανικού πανεπιστημίου και παρουσιάστηκε στο περιοδικό ?Nature Materials?. Σύμφωνα με τους ερευνητές, ένα θερμικό κύμα (ένας κινούμενος παλμός θερμότητας) που «ταξιδεύει» μέσα στο νανο-σύρμα, συμπαρασύρει ηλεκτρόνια καθ’ οδόν, δημιουργώντας έτσι ηλεκτρικό ρεύμα. Ο κρίσιμος παράγων είναι η χρήση ηλεκτρικά και θερμικά αγώγιμων νανοσωλήνων άνθρακα (με διάμετρο ελάχιστα νανόμετρα, δηλαδή δισεκατομμυριοστά του μέτρου), που είναι επικαλυμμένοι με ένα στρώμα άκρως ευαίσθητου καυσίμου, το οποίο παράγει θερμότητα μέσω αποσύνθεσης. Το καύσιμο «ανάβει» στην μια άκρη του σωλήνα με την χρήση μιας ακτίνας λέιζερ ή ενός σπινθήρα υψηλής τάσης. Με τον τρόπο αυτό, παράγεται ένα θερμικό κύμα που κινείται με ταχύτητα στο εσωτερικό του νανοσωλήνα άνθρακα.
Η θερμότητα του καυσίμου μέσα στο νανοσωλήνα ταξιδεύει χιλιάδες φορές ταχύτερα από το ίδιο το καύσιμο, αναπτύσσοντας θερμοκρασία γύρω στους 2.700 βαθμούς Κελσίου. Το αστραπιαία κινούμενο αυτό θερμικό κύμα, όπως αποδείχτηκε, ωθεί ηλεκτρόνια κατά μήκος του σύρματος (νανοσωλήνα), παράγοντας ηλεκτρισμό. Τα θερμικά κύματα έχουν μελετώνται μαθηματικά εδώ και πάνω από 100 χρόνια, όμως οι ερευνητές του ΜΙΤ έδειξαν για πρώτη φορά ότι ένα τέτοιο κύμα, κατά μήκος ενός νανο-σύρματος, μπορεί να παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Μετά από μια σειρά πειραμάτων, το σύστημα που δημιουργήθηκε μέχρι στιγμής (αλλά μπορεί να βελτιωθεί κι άλλο στο μέλλον) παράγει, σε σχέση με το βάρος του, 100 φορές μεγαλύτερη ηλεκτρική ενέργεια σε σχέση με το ισοδύναμο βάρος μιας μπαταρίας λιθίου-ιόντων. Μέχρι στιγμής οι ερευνητές είναι δύσκολο να προσδιορίσουν την χρησιμότητα του φαινομένου στις νέες τεχνολογίες. Είναι όμως πιθανό ότι θα καταστήσει εφικτή τη λειτουργία υπερβολικά μικρών ηλεκτρονικών συσκευών, όπως ενός αισθητήρα (π.χ. για παρακολούθηση του περιβάλλοντος) ή μιας ιατρικής νανοσυσκευής (που θα μπαίνει στο ανθρώπινο σώμα), με μέγεθος όχι μεγαλύτερο από ένα κόκκο ρυζιού! Θεωρητικά τουλάχιστον, σύμφωνα με τους αμερικανούς επιστήμονες, τέτοιες συσκευές δεν θα χρειάζονται επαναφόρτιση. Επίσης, θα ήταν δυνατό να συνδυαστούν πολλά μαζί «σύρματα» νανοσωλήνων άνθρακα, ώστε να τροφοδοτηθούν με ηλεκτρική ενέργεια και μεγαλύτερες συσκευές. Φιλοδοξία των ερευνητών του ΜΙΤ είναι με χρήση διαφορετικών υλικών επικάλυψης του νανοσύρματος, να πετύχουν τη δημιουργία εναλλασσόμενου ρεύματος, πράγμα που ανοίγει νέες δυνατότητες, καθώς το εναλλασσόμενο ρεύμα αποτελεί τη βάση των ραδιοκυμάτων, π.χ. στις μεταδόσεις της κινητής τηλεφωνίας.
Πηγή: Ημερησία