Клетъчни батерии с микро черни дупки: Потенциалът им като източник на енергия

Ваня Милева Последна промяна на 26 април 2024 в 00:00 5834 0

Концепция на художник за черна дупка

Кредит Wikimedia Commons, NASA
Концепция на художник за черна дупка.

Търсенето на генериране на повече енергия от по-малко материал, като същевременно се предотвратява изгарянето на повече изкопаеми горива, отколкото Земята може да поеме, продължава да ражда креативни идеи. Рекордите за ядрен синтез са разбити, усъвършенстват се елементи на технологията. От друга страна, слънчевите панели стават все по-ефективни и тяхното инсталиране става все по-стратегическо, за да се извлекат по-големи печалби.

Все пак остава като основно предизвикателство как генерираната енергия може да се съхранява и да се пусне при нужда в електрическата мрежа. Тъй като съхранението на батерии и производственият капацитет нарастват, цените им рязко падат.

Текущи ограничения на литиевите батерии

Тъй като батериите се използват все повече в електронни устройства, автомобили и дори за съхранение на слънчевата енергия, добита от домашните панели на покрива, енергийната плътност остава решаваща. Широкото използване на литиево-йонните батерии води до значителен напредък в енергийната плътност.

В момента най-ефективните литиеви батерии съдържат около 954 000 джаула енергия на килограм маса. Това е приблизително 22 пъти енергията от изгарянето на един килограм петрол. Съвременните литиеви батерии могат да съхраняват енергия с висока плътност, съответстваща на 42 000 000 джаула на кубичен метър.

Очаква се батериите да играят жизненоважна роля в стимулирането на екологичните технологии. Въпреки значителните пробиви обаче, все още вероятно сме в много ранните етапи на развитие на енергийната плътност на батерията.

Как може да се използва силата на черните дупки

Теоретиците стават все по-изобретателни. В наскоро публикувано в High Energy Density Physics проучване двама физици изследват границите на енергийната плътност на батерията въз основа на Общата теория на относителността на Айнщайн.

Изследователите Еспен Гоордер Хауг (Espen Gaarder Haug) и Джанфранко Спавиери (Gianfranco Spavieri) започват със строго тълкуване на уравнения, които описват идеално кръгли маси, които не се въртят. Тези уравнения представляват поведението на идеални модели на микроскопични черни дупки, образувани в тясно пространство, пълно с енергия. Благодарение на това как си взаимодействат тези космически бездни, цялата система може да действа като ядрен реактор, освобождавайки енергия, съхранявана във връзките на частиците, за да генерира огромни количества чиста енергия.

Според изследователите тези черни дупки трябва да са заредени и малки, само една планкова маса всяка, тъй като по-масивните черни дупки са с по-малко енергийна плътност от малките. Това също е необходимо, за да може тяхното електромагнитно отблъскване да компенсира привличането на гравитацията, когато са обединени в клетки, запълнени с подобни заредени черни дупки. В резултат на това ще се създаде стабилен източник на енергия, който не се изяжда сам себе си.

На теория е възможно да се съберат противоположно заредени черни дупки една по една, като ги накарат да се слеят в една черна дупка, която бързо се "изпарява" в чиста енергия. Извлечената енергия няма да идва от черната дупка, а извън нея, където се концентрира гравитацията.

Хауг и Спавиери изчисляват, че батерия с микро черни дупки, тежаща само един килограм, може да осигури достатъчно енергия за едно семейство за поколения. Смята се, че има 470 милиона пъти повече енергия от най-ефективната 200-килограмова литиева батерия, съществуваща в момента.

Справка: The micro black hole cellular battery: The ultimate limits of battery energy density; Espen Gaarder Haug, Gianfranco Spavieri; High Energy Density Physics, Volume 51, 2024, 101099, ISSN 1574-1818, https://doi.org/10.1016/j.hedp.2024.101099;  (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1574181824000247)

Източник: Micro Black Hole Cellular Batteries: Physicists Explore the Potential of Cosmic Abyss As Ultimate Source of Energy, Conelisa N. Hubilla, ScienceТime

Виж още за:
    Най-важното
    Всички новини

    Още от Физика

    Коментари

    За писането на коментар е необходима регистрация.
    Моля, регистрирайте се от TУК!
    Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

    Няма коментари към тази новина !