Гонконгские исследователи провели ряд опытов с созданной ими графеновой батареей, которая, по их мнению, извлекает электрическую энергию из тепловой. При этом вес генерирующей электричество установки был экстремально низким: авторы работы заявляют об удельной энергоёмкости в 70 кВт•ч/кг.

Группа китайских учёных, представляющих факультет прикладной физики и материаловедения Гонконгского политехнического университета, под общим руководством Чжи Хань Сюя прикрепила золотой и серебряный электроды к графеновому листу 7×7 мм, размещённому на кремниевой подложке. Затем погрузила его в насыщенный раствор дихлорида меди CuCl₂, после чего с пластины был получен ток напряжением в 0,35 В.

Собрав в ряд шесть таких графеновых батарей, удалось запитать стандартный светодиод (см. иллюстрацию).

То же количество энергии стабильно вырабатывалось графеновой батареей в течение 25 дней, после чего производство энергии упало.

Рис. 1. Общая схема графеновой батареи с золотым и серебряным электродами (здесь и ниже изображения Zihan Xu et al).

По материалам наблюдений был сделан вывод о том, что слой графена благодаря исключительной мобильности электронов в пределах изготовленной из него пластинки начал вырабатывать ток под действием кинетической энергии ионов меди из раствора, в который были помещены пластинки. Наилучшие результаты достигнуты для катионов Cu²⁺. Примечательно, что при росте температуры выработка росла — а значит, батарею можно подпитывать и использовать долгое время; при этом фактически она выступает ещё и в роли электрогенератора.

В зависимости от концентрации раствора варьировался и ток: при её росте он рос, и наоборот.

Выработка увеличивалась также при воздействии на собранную батарею ультразвуком, что, по всей видимости, объясняется сообщением ультразвуковыми волнами дополнительной кинетической энергии ионам меди в растворе. Небольшое напряжение удалось получить также в растворах NaCl и CuSO4. Наконец, были проведены проверки на возможность химической реакции, однако они показали, что никаких реакций в растворе не проходило.

Следовательно, перед нами первый в мире результат по тепловой и ультразвуковой подпитке батареи на основе графена.

Хотя некоторые учёные, не участвовавшие в экспериментах, уже поспешили высказать скептицизм по поводу столь революционных результатов, сами исследователи настроены бодро. По их расчётам,

на контрольных батареях (тепловых электрогенераторах?) была получена удельная энергоёмкость в 70 кВт•ч/кг, что, скажем, в 50 раз выше, чем у лучших литий-полимерных батарей.

Определённо, экспериментальная проверка результатов опыта другими научными группами — это сейчас главное. И если всё это подтвердится, речь идёт о прорыве в области создания совершенно нового типа аккумуляторов/электрогенераторов с уникальными характеристиками.

Рис. 2. Экспериментальная установка до (вверху) и после (внизу) подключения светодиода.