Technischer Hintergrund der Neutrinovoltaik Technologie - PressemitteilungenDeutschland

Die Neutrinovoltaik-Technologie ist eine Technologie zur Umwandlung der thermischen (Brownschen) Bewegung von Graphenatomen und der Energie der umgebenden Felder unsichtbarer Strahlung, einschließlich Neutrinos, in elektrischen Strom unter Verwendung eines mehrschichtigen Nanomaterials auf Graphenbasis. Die ersten Patentanmeldungen wurden 2013 eingereicht, die Erfindung ist heute durch das internationale Patent WO2016142056A1 u.a. geschützt. Strukturell besteht das Nanomaterial aus abwechselnden Schichten aus Graphen und dotiertem Silizium wobei sich jede Graphenschicht zwischen 2 Siliziumschichten befindet (Abb.1. Schematische Darstellung von Nanomaterialien). Die erste Schicht aus Graphen wird auf einen metallischen Träger, in der Regel Aluminium, aufgebracht. Die Anzahl der Graphen-Silizium-Schichten beträgt 12 bis 20, optimal 12 Schichten. Das Nanomaterial wird auf eine Seite der des metallischen Trägers aufgebracht, wodurch die Seite mit dem Nanomaterial zum Pluspol und die unbeschichtete Seite zum Minuspol wird. Eine solche Stromerzeugungsplatte mit einer Größe von 200300 mm hat unter normalen Bedingungen 20 °C eine Spannung von ca. 1,5 V und einen Strom von ca. 2 A. EIN MECHANISMUS, MIT DEM SIE DIE ENERGIE DER UMGEBENDEN STRAHLUNGSFELDER IN ELEKTRISCHEN STROM UMWANDELN KÖNNEN Graphen ist das einzige derzeit bekannte Material, das zu den 2D-Materialien gehört, aber nur in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, als 3D-Material, stabil existieren kann. Die Betrachtung der Graphenschichtdurch ein Mikroskop mit hoher Auflösung zeigt das Vorhandensein von wellenähnlichen Schwingungen auf der Meeresoberfläche (Abb.2. Schematische Darstellung der Graphenschwingung in Form von "Graphenwellen"). wenn benachbarte Bereiche zwischen konkaver und konvexer Krümmung wechseln. Je stärker der Einfluss von Energie und thermischen Feldern ist, desto stärker sind die Schwingungen der Graphenatomeund damit die Frequenz und Amplitude der Schwingungen von "Graphenwellen". Theoretische Studien liefern eine Erklärung dafür, dass die Quelle dieses Prozesses die Elektron-Phonon-Bindung ist, da sie die Steifigkeit der langwelligen Biegung unterdrückt und extraplanare Fluktuationen verstärkt. Es ist das Vorhandensein von "Graphenwellen", die es ermöglichen, einen elektrischen Strom zu erzeugen, und die Amplitude und Frequenz der Schwingungen von "Graphenwellen" hängt von der Qualität der Graphenabscheidung ab. Sie sind mit einer Schicht Graphen maximal, aber wenn die Technologie der Graphenabscheidung verletzt wird und mehrere ihrer Schichten aufeinander aufgetragen werden, dann nehmen die Amplitude und Frequenz der Schwingungen der "Graphenwelle" ab. Die Erklärung dieser experimentellen Ergebnisse wurde unabhängig von der ETH-Professorin Vanessa Wood (Eidgenössische Technische Hochschule, Zürich) und ihren Kollegen bestätigt, die zeigten, dass bei der Herstellung von Materialien, die kleiner als 10-20 Nanometer sind, also 5000-mal dünner als ein menschliches Haar, die Schwingungen der äußeren Atomlagen auf der Oberfläche von Nanopartikeln gross sind und eine wichtige Rolle für das Verhalten dieses Materials spielen. Diese atomaren Schwingungen oder "Phononen" sind dafür verantwortlich, wie elektrische Ladung und Wärme in Materialien übertragen werden (Abb.3. Schwingungen von Atomen in Materialien, "Phononen"). Daher ist die Einhaltung der Technologie der Graphenabscheidung eine technologische Schlüsselaufgabe, insbesondere bei Platten, die größer als 100 x 100 mm sind. Graphen hat eine extrem hohe elektrische Stromdichte (eine Million Mal höher als die von Kupfer) und eine Rekordbeweglichkeit der Ladungsträger. In Graphen ist jedes Atom in einer zweidimensionalen Ebene an 3 andere Kohlenstoffatome gebunden, wobei ein Elektron in der dritten Dimension für die Elektronenleitfähigkeit frei verfügbar bleibt. In einem Interview mit der Fachzeitschrift Research Frontiers erklärte Professor Thib

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