Недавний эксперимент показал, что можно использовать специальный магнитный материал, чтобы использовать вращение Земли и ее магнитное поле для выработки электроэнергии. Однако в ходе эксперимента было получено всего 17 микровольт электричества, что вызвало скептицизм у других исследователей. Хотя результаты не были значимыми, все еще необходим дальнейший анализ.
Вопрос о том, можно ли использовать вращение Земли и ее магнитное поле для выработки электроэнергии, изучается с 1832 года, когда британский физик и химик Майкл Фарадей (наиболее известный своими работами по электромагнетизму) впервые провел эксперименты.
Фарадей интересовался электромагнитной индукцией — основным принципом, который сегодня вдохновляет попытки использовать вращение Земли для выработки электроэнергии. Теоретически устройство должно работать как электростанция, используя магнитное поле для перемещения электронов через проводящие материалы и выработки электроэнергии.
Поскольку сама Земля вращается, а часть ее магнитного поля остается статичной, проводящие материалы, размещенные на ее поверхности, могут проходить через часть этого поля. Но это не генерирует электроэнергию. Поскольку магнитное поле Земли однородно, на электроны действует сила отталкивания, создаваемая движением устройства, и они перестраиваются, создавая противоположные электрические силы, которые в конечном итоге нейтрализуют эффект генерации электрической энергии.
Фарадей пытался вырабатывать электричество посредством вращения Земли, но безуспешно. Однако исследователи из Принстонского университета утверждают, что электроэнергию можно вырабатывать с помощью системы с особыми топологическими и материальными условиями. В новом исследовании, опубликованном в журнале Группа исследователей провела эксперимент по генерации нескольких микровольт электричества.
«Идея кажется контринтуитивной и вызывает споры со времен Фарадея», — пояснил в журнале Nature выдающийся физик из Университета Висконсин-О-Клэр Пол Томас. Однако, по его мнению, эксперименты, проведенные коллективом авторов нового исследования, выглядят весьма серьезными. «Я нашел их очень убедительными и замечательными», — сказал он.
Часть напряжения, генерируемого нейроном
На недавнем заседании Американского физического общества в Анахайме (штат Калифорния) группа представила свое новое исследование, основанное на сложных расчетах, показав, что некоторые материалы могут использовать вращение Земли для выработки электроэнергии. Используя топологию полого цилиндра, они могут направлять магнитное поле Земли, создавая магнитное притяжение, которому электростатические силы внутри устройства не могут противостоять, тем самым генерируя электроэнергию.
Для подтверждения своей гипотезы исследователи разработали полое цилиндрическое устройство на основе магнитомягкого материала, состоящего из сплава марганца, цинка и железа. Для выработки электроэнергии «необходимо использовать магнитомягкий материал, топология которого удовлетворяет определенным математическим условиям и состав и размеры которого благоприятны для магнитной диффузии, т е низкое магнитное число Рейнольдса», — объясняют они в своей статье.
Обратите внимание: Цифровая диктатура в Китае. У миллионов людей слишком мало шансов иметь возможность жить нормальной жизнью.
Электроды ориентированы под углом 57°, перпендикулярно вращению Земли и ее магнитному полю.
Контролируя термоэлектрические и другие потенциально мешающие эффекты, устройство создавало низкое напряжение в 17 микровольт. Генерируемое напряжение зависит от ориентации устройства относительно магнитного поля Земли и падает до нуля, если проводник заменяется сплошным, а не полым цилиндром.
Однако, хотя результаты интересны, есть основания для скептицизма. «Наблюдаемое давление очень мало, поэтому может быть много вторичных причин», — говорит Ринке Вейнгаарден, физик на пенсии из Свободного университета Амстердама. Эффект возможен только при очень точном контроле и генерирует лишь крошечное напряжение, малую часть того, что производят нейроны. Поэтому трудно утверждать, что на выработку электроэнергии влияют какие-либо другие факторы окружающей среды.
Поэтому необходимы дополнительные исследования, чтобы подтвердить, что генерируемое напряжение действительно является результатом вращения Земли. Вайнгартен сказал, что команда должна проверить, сможет ли устройство вырабатывать одинаковое напряжение на разных широтах по всему миру. Он считает, что такая проверка необходима для того, чтобы убедиться, что гипотезы исследователей действительно подтверждаются.
Если другие исследовательские группы смогут воспроизвести результаты, следующим шагом станет усовершенствование устройства, чтобы оно могло вырабатывать полезную энергию. «Наши уравнения показывают, как можно осуществить эту эволюцию, но это совсем не то же самое, что доказать, что это возможно», — пояснил ведущий автор Кристофер Ф. Чиба из Принстонского университета.
Если полученные результаты окажутся убедительными, устройство можно будет использовать в больших масштабах для производства чистой энергии по более низкой цене. Однако стоит отметить, что поскольку устройство использует кинетическую энергию Земли, его крупномасштабное развертывание может со временем немного замедлить ее вращение.
Если бы он обеспечивал все потребности Земли в электроэнергии (около 11 000 гигаватт в год), его вращение замедлилось бы примерно на 7 миллисекунд в течение следующего столетия. Однако эта скорость замедления сопоставима с той, которая вызвана естественными явлениями, такими как гравитация Луны.
Читайте все последние новости технологий на New-Science.ruБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Недавний эксперимент показал, что можно генерировать электричество из вращения Земли и ее магнитного поля, используя особый магнитный материал.