Tanaman energi berdasarkan graphene

Fisikawan dari Universitas Arkansas telah mengembangkan sirkuit yang menghasilkan daya bersih dan tak terbatas dari graphene. Dengan menangkap gerakan termal graphene, rangkaian mengubahnya menjadi arus listrik.

Sirkuit dapat dimasukkan dalam slide untuk memberikan daya tegangan rendah yang bersih, tidak terbatas, untuk perangkat atau sensor kecil.

Ide mengekstraksi energi dari graphene kontroversial karena membantah klaim terkenal fisikawan Richard Feynman bahwa gerakan termal atom, yang dikenal sebagai gerakan Brown, tidak dapat bekerja. Studi ini menunjukkan bahwa gerakan termal graphene pada suhu kamar menginduksi arus bolak-balik (AC) dalam suatu rangkaian, suatu kinerja yang dianggap tidak mungkin.

Para ilmuwan telah membangun sirkuit mereka dengan dua dioda untuk mengubah AC menjadi arus searah (DC). Karena dioda berlawanan, arus dapat mengalir ke kedua sisi, menyediakan jalur terpisah melalui rangkaian, memberikan arus arus searah yang berdenyut yang bekerja pada resistor beban.

Paul Thibado, profesor fisika dan peneliti utama dalam penemuan itu, berkata, “Kami menemukan bahwa desain meningkatkan jumlah daya yang dihasilkan. Kami juga menemukan bahwa perilaku dioda yang hidup-mati dan seperti sakelar memperkuat daya yang diperkuat daripada menguranginya, seperti yang diperkirakan sebelumnya. Tingkat perubahan resistansi yang diberikan oleh dioda memberikan faktor tambahan pada daya. ”

Menggunakan bidang fisika yang relatif baru, para ilmuwan telah membuktikan bahwa dioda meningkatkan kekuatan rangkaian.

Rekan penulis Pradeep Kumar, profesor fisika, mengatakan: “Untuk membuktikan peningkatan kekuatan ini, kami telah mengambil dari bidang termodinamika stokastik yang muncul dan memperluas teori Nyquist yang berusia hampir seabad.”

“Graphene dan sirkuit memiliki hubungan simbiosis. Meskipun lingkungan termal bekerja pada resistansi beban, graphene dan sirkuit berada pada suhu yang sama, dan panas tidak mengalir di antara keduanya. ”

Thibado berkata, ‘Ini adalah perbedaan penting karena perbedaan suhu antara graphene dan sirkuit, dalam sirkuit yang menyuplai daya, akan bertentangan dengan hukum kedua termodinamika. “Ini berarti bahwa hukum kedua termodinamika tidak dilanggar, dan tidak perlu dikatakan bahwa ‘Maxwell’s Demon’ memisahkan elektron panas dan dingin.”

Para ilmuwan juga telah menemukan bahwa gerakan graphene yang relatif lambat menyebabkan arus di sirkuit pada frekuensi rendah, yang penting dari perspektif teknologi karena fungsi elektronik lebih efisien pada frekuensi yang lebih rendah.

Thibado menjelaskan, ‘Orang mungkin berpikir bahwa arus yang mengalir dalam resistor menyebabkannya memanas, tetapi arus Brownian tidak. Jika tidak ada arus yang mengalir, resistor akan menjadi dingin. Apa yang kami lakukan adalah mengalihkan arus ke sirkuit dan mengubahnya menjadi sesuatu yang berguna. ”

Di masa depan, para ilmuwan akan menyelidiki apakah DC dapat disimpan dalam kapasitor untuk digunakan nanti, tujuan yang mengharuskan rangkaian dibuat miniatur dan berpola pada wafer atau chip silikon. Jika jutaan sirkuit kecil ini dapat dibangun di atas chip 1-milimeter kali 1-milimeter, itu bisa berfungsi sebagai pengganti baterai berdaya rendah.

Penemuan ini dipublikasikan dalam jurnal Physical Review E.