Альтернативный источник энергии: принципы работы и экспериментальная верификация Neutrinovoltaic технологии

Holger Thorsten Schubart, научный руководитель и президент NEG

Разработка Neutrinovoltaic технологии бестопливной электрогенерации учёными группы компаний Neutrino Energy (NEG) под руководством математика Holger Thorsten Schubart на текущем этапе реализации вызывает живой интерес у научного сообщества. Это связано, в первую очередь, с предлагаемой концепцией получения электроэнергии под воздействием окружающих полей излучений невидимого спектра, а также неизбежных последствий для многих коммерческих структур и самых широких слоев населения в случае успешного, а самое главное, масштабного внедрения технологии в производство. Причём эти последствия будут иметь позитивный характер не только для потребителей, но и для устойчивости работы системы электроснабжения. Кроме того, переход на конкурентоспособные бестопливные технологии электрогенерации снижает издержки потребителей и сохраняет ископаемые ресурсы.

Разработка новой технологии электрогенерации, которая имеет все шансы найти широкое применение на практике, является уникальным случаем, т.к. энергетика очень консервативна. Именно поэтому любое доказательство или предположение разработчиков по обоснованию работоспособности и надёжности работы генераторов, созданных с использованием нейтриновольтаик технологии, встречает сопротивление оппонентов, пытающихся доказать невозможность получения электрического тока от частиц полей излучений невидимого спектра.

Необходимо признать, что очень сложно представить и принять для себя тот факт, что можно получать электроэнергию под воздействием того, что ты не видишь и не чувствуешь, когда ничего не сжигается и не движется. Тем не менее, учёные NEG опираются, в первую очередь, на экспериментальные результаты, полученные в процессе проведения лабораторных исследований, а также тестирования предпромышленных образцов генераторов Neutrino Power Cubes нетто-мощностью 5-6 кВт, генерирующих электрический ток в базовом режиме 24/7/365.

Нужно отметить, что NEG опубликовала только незначительную часть информации о Neutrinovoltaic технологии ввиду необходимости сохранения особо чувствительной информации, которая не позволяет копировать технологию сторонним лицам. Полная информация предоставляется только компаниям, купившим лицензию на производство и имеющим капитал для организации промышленного производства Neutrinovoltaic источников тока. Причём промышленное производство может быть организовано по схеме: «отверточной» технологии, частичного выпуска комплектующих или 100% локализации производства.

Для продвижения на рынок также важно представить теоретическое описание процессов, позволяющих преобразовывать кинетическую энергию частиц окружающих полей излучений в электрический ток. Именно теория процессов и является объектом разногласий между разработчиками технологии и оппонентами в научной среде. Критика оппонентов повторяет уже известную схему рассуждений. Сначала сложную систему упрощают до физической модели, а затем выводы из этой модели распространяют на всю концепцию. С научной точки зрения такой подход не доказывает невозможность заявленного механизма.

Научный руководитель проекта и президент NEG, математик Holger Thorsten Schubart выделил несколько принципиальных ошибок, которые допускают оппоненты, высказывающие сомнения в самой возможности получения электроэнергии от полей излучений невидимого спектра:

Во-первых, многоканальная модель заменяется одноканальной. Расчёт мощности почти полностью основывается на процессе взаимодействии нейтрино с веществом, таким как CEνNS, после чего этот крайне малый энергетический вклад сравнивается с заявленной электрической мощностью устройства. Если бы утверждалось, что вся выходная мощность напрямую обеспечивается исключительно CEνNS, такой расчёт был бы уместен. Однако заявленная физическая модель предусматривает комбинацию различных каналов взаимодействия и возбуждения системы. Следовательно, оценка одного канала сама по себе не представляет собой энергетический баланс всей системы.

Во-вторых, важно различать наличие физических каналов и подтверждение их суммарного энергетического воздействия.

Электрон-фононное взаимодействие, межфазный перенос энергии, неравновесные фононные распределения и особенности транспортировки в графеновых и многослойных структурах представляют собой реальные области современной физики конденсированных состояний. Однако само по себе существование этих эффектов не позволяет определить конкретную величину электрической мощности. Для этого необходим полный количественный анализ: величина каждого входящего энергетического потока, коэффициент его взаимодействия с активной структурой, механизм преобразования, потери и измеряемая полезная мощность.

В-третьих, критика неверно сопоставляет равновесную и неравновесную термодинамику. Верно, что невозможно постоянно извлекать полезную работу из одного теплового резервуара, который находится в полном термодинамическом равновесии. Однако это не означает, что любая открытая система, которая взаимодействует с несколькими внешними потоками и имеет пространственные, спектральные, электронные или температурные неравновесия, аналогична такому резервуару. Поэтому прежде всего нужно определить, действительно ли исследуемая система находится в термодинамическом равновесии. Только после этого можно использовать соответствующий запрет в качестве аргумента против конкретного механизма.

В-четвёртых, не следует автоматически экстраполировать двумерную оценку на трёхмерную архитектуру с множеством слоёв. В активной системе, состоящей из большого количества функциональных слоёв и интерфейсов, важными становятся не только внешние размеры устройства, но и количество активных интерфейсов, их эффективная площадь, объём активного материала, геометрия транспортных путей и способ электрического соединения между элементами. Это не означает, что увеличение числа слоёв автоматически приводит к генерации дополнительной энергии: закон сохранения энергии продолжает действовать. Однако это подчёркивает, что расчёт, основанный на характеристиках одной поверхности, не может быть автоматически распространён на всю многослойную структуру без дополнительного анализа.

Таким образом, наиболее надёжная проверка технологии должна включать не только упрощённое доказательство невозможности, но и экспериментальное разделение каналов: экранирование электромагнитного воздействия, изменение тепловых граничных условий, контроль механических возмущений, модификация геометрии и числа активных слоёв, а также измерение температурных и электрических параметров с последующим сравнением результатов с заранее разработанной количественной моделью.

В настоящее время существует пилотная технология производства блока генерации энергии Neutrino Power Cube. В его основе лежит 12-цикловый гетеропереход, созданный из нанопьезоэлектрических материалов на базе кремния, легированного графеном. Эти материалы производятся по традиционным полупроводниковым методам: атомно-слоевое осаждение (ALD), химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и низкоэнергетическая ионная имплантация. Межслоевое расстояние строго контролируется в диапазоне от 0,5 до 0,8 нм.

Каждый слой в этом устройстве выполняет свою функцию в процессе преобразования энергии:

• Подложка токосъемника, изготовленная из высокочистой меди или алюминиевой фольги, обеспечивает низкий омический контакт с графеном. Она рассеивает заряд и предотвращает растрескивание межслойных границ.  

• Фрактальный графеновый слой захвата создается с помощью лазерно-индуцированной технологии, которая формирует нанопоры и складки. Это увеличивает сечение рассеяния нейтрино и эффективно поглощает фононы, генерируемые при отдаче атомных ядер.  

• Нанопьезоэлектрический преобразовательный слой, состоящий из пленки атомов AlN/ZnO, преобразует микроскопические колебания графена в переменные заряды. Это завершает процесс преобразования механической энергии в электрическую.  

• Выпрямительный слой из кремния N-типа формирует асимметричный барьер Шоттки, фильтрует хаотичные сигналы и обеспечивает постоянный ток.

Оптимальное количество слоев в этом устройстве — двенадцать.

Меньшее число слоев не позволяет достичь необходимого выходного напряжения, которое соответствует стандартам. Большее количество слоев приводит к увеличению потерь на отражение фононов, что ухудшает качество продукции.

В заключении необходимо указать, что в результате проведенного исследования можно сделать следующие выводы о текущем состоянии разработки Neutrinovoltaic технологии бестопливной электрогенерации.

Научная значимость работы подтверждается созданием пилотной технологии производства энергетических блоков Neutrino Power Cube, основанных на 12-цикловом гетеропереходе из нанопьезоэлектрических материалов. Экспериментальные исследования предпромышленных образцов демонстрируют стабильную генерацию электрического тока мощностью 5-6 кВт в базовом режиме работы 24/7/365.

Практическая ценность разработки заключается в создании альтернативного источника энергии, не требующего ископаемого топлива и способного функционировать независимо от внешних условий. Технология базируется на преобразовании кинетической энергии частиц полей излучений невидимого спектра в электрический ток с использованием многослойной структуры из графена, нанопьезоэлектрических материалов и кремния.

Перспективность направления подтверждается следующими факторами:

• Возможность масштабирования производства по различным моделям локализации;

• Потенциальное снижение издержек для конечных потребителей;

• Сохранение природных ресурсов;

• Повышение устойчивости систем электроснабжения.

Дальнейшие исследования должны быть направлены на:

• Углубленное изучение механизмов преобразования энергии в многослойной структуре;

• Оптимизацию параметров активных слоев;

• Разработку методов количественного анализа энергетических потоков;

• Расширение экспериментальной базы для подтверждения теоретических предположений.

Полученные результаты свидетельствуют о значительном потенциале Neutrinovoltaic технологии как перспективного направления в области альтернативной энергетики, требующего дальнейших исследований и развития. Успешное внедрение данной технологии может привести к революционным изменениям в энергетической отрасли и способствовать решению проблемы экологичного энергоснабжения.

Авторы: Holger Thorsten Schubart, доктор экономики, президент NEG

Румянцев Л.К., к.т.н., зам. председателя научного совета NEG