В Массачусетском технологическом институте исследователи разработали новый метод производства электричества, основанный на применении углеродных частиц. Для создания тока им достаточно лишь находиться во взаимодействии с жидкостью.
Ведущий автор проекта, профессор Майкл Страно, сообщает о том, что открытый ими метод получения энергии является уникальным. Жидкость в качестве растворителя органического типа извлекает электроны из углеродных частиц, тем самым генерируя электрический ток. Данную энергию можно применять для питания различных механизмов нано- или микроразмера, а также запуска химических процессов и реакций.
Нынешнее открытие – это результат продолжительного изучения углеродных нанотрубок, которым профессор занимается много лет. Они представляют собой полые трубки, образованные при помощи решетки углеродных атомов с уникальными электрическими характеристиками.
Углеродные нанотрубки имеют сходство с графеном. Они отличаются высокой подвижностью электронов, а также механической прочностью. В отличие от других материалов на основе углерода, трубки могут образовываться под разным углом относительно шестиугольной атомной решетки. Это существенно влияет на их электронные параметры.
Еще в 2010 г. Страно установил и продемонстрировал, что нанотрубки из углерода способны генерировать так называемые волны термоЭДС. Речь идет о электродвижущей силе, которая возникает в электрической цепи. Такая цепь состоит из разнородных проводников. Между ними контакты отличаются разными температурами. В физике данное явление называется эффектом Зеебека или просто термоэлектрическим эффектом. Обнаружилось, что если покрыть трубку топливным слоем, то волны ЭДС двигаются по ней и создают ток.
Это и привело ученого к текущему исследованию. Выяснилось, что покрытие углерода тефлоноподобным полимером позволяет создать асимметрию. За счет этого электроны начинают двигаться от одной части трубки (покрытой) к другой. При этом генерируется электрический ток. Данные электроны можно высвободить, если поместить углеродное вещество в растворитель.
В ходе эксперимента ученые измельчили нанотрубки и сделали из них лист углеродного материала, покрытый полимером лишь с одной стороны. Затем из него были вырезаны крошечные элементы размером 250 на 250 микрон. При погружении в растворитель он начал прилипать к поверхности частиц без покрытия и вытягивать электроны. Пока одна частица создает 0,7 В электричества.
