Учените са успели да получат енергия от топлинното движение на микроскопични листове графен при стайна температура, което потенциално ни дава чист бъдещ източник на неограничена енергия за малки устройства.

Подходът умело използва както трептенията в нанометрова скала, така и броуновото движение - произволно движение на частиците в графена, като в резултат произвежда електрически ток, който може да бъде използван за различни приложения.

"Една схема за събиране на енергия, базирана на графен, може да бъде включена в чип, за да осигури чисто, неограничено захранване с ниско напрежение за малки устройства или сензори", казва физикът Пол Тибадо от Университета в Арканзас.

Изследването се основава на предишна работа от същата лаборатория, в която учените показват, че графенът образува вълни по начин, който може да даде електрическа енергия.

"Произходът на тези вълни с размер на нанометър все още е отворен въпрос", пише екипът в своето проучване, като отбелязва, че графеновата вълна изглежда произтича от взаимодействието на субатомните частици в материала.

Решаваща част от разразработената от тях система е използването на два диода във веригата за преобразуване на оригиналния променлив ток (AC) в постоянен ток (DC). Това позволява на тока да тече в двете посоки през веригата по отделни пътеки.

Крайният резултат е пулсиращ постоянен ток, който може потенциално да захранва малки електронни устройства. Друго откритие е, че двудиодният дизайн на системата спомага за увеличаване на количеството доставена мощност.

"Установихме също така, че включването / изключването на диодите всъщност усилва доставената енергия, вместо да я намалява, както се смяташе преди", казва Тибадо.

Изследването показва симбиотична настройка между графена и веригата, която избягва противоречиe с втория закон на термодинамиката чрез поддържането на еднаква температура. Токът, протичащ в резистора, не го загрява, с други думи.

Тази част от изследването дължи много на стохастичната термодинамика - сравнително нова област в изследванията, която разглежда макро и микро взаимодействията в системите по отношение на енергия и топлина.

Бавното движение на графена означава, че токът се индуцира във веригата при ниски честоти и това е важно за ефективността.

Следващото предизвикателство ще бъде да разберем как системата може да бъде използвана в нещо практично. Тъй като електричеството, произведено от графена, вероятно ще бъде доста малко, един ден той може да замести батериите с ниска мощност и няма да има нужда от презареждане или подмяна. 

Изследването е публикувано във Physical Review E.