Fisikawan di University of Arkansas telah mengembangkan sirkuit yang menghasilkan energi bersih dan tak terbatas dari graphene. Dengan menangkap pergerakan termal graphene, rangkaian mengubahnya menjadi arus listrik.
Sirkuit dapat dimasukkan ke slide untuk memberikan daya tegangan rendah yang bersih dan tidak terbatas untuk perangkat atau sensor kecil.
Ide mengekstraksi energi dari graphene kontroversial karena membantah klaim fisikawan terkenal Richard Feynman bahwa gerakan termal atom, yang dikenal sebagai gerakan Brown, tidak dapat bekerja. Studi ini menunjukkan bahwa gerakan termal graphene pada suhu kamar menginduksi arus bolak-balik (AC) dalam suatu rangkaian, kinerja yang dianggap tidak mungkin.
Ilmuwan membangun sirkuit mereka dengan dua dioda untuk mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah (DC). Karena dioda berlawanan, arus dapat mengalir dari kedua sisi, menyediakan jalur terpisah melalui rangkaian, memberikan arus searah berdenyut yang bekerja pada resistor beban.
Paul Thibado, profesor fisika dan peneliti utama dalam penemuan itu, mengatakan: “Kami telah menemukan bahwa desain meningkatkan jumlah energi yang dihasilkannya. Kami juga menemukan bahwa perilaku on-off dan switch-like dari diode meningkatkan daya yang ditingkatkan daripada menurunkannya seperti yang diyakini sebelumnya. Tingkat perubahan resistansi yang diberikan oleh dioda memberikan faktor tambahan pada daya. “
Dengan menggunakan bidang fisika yang relatif baru, para ilmuwan telah membuktikan bahwa dioda meningkatkan kekuatan sirkuit.
Rekan penulis Pradeep Kumar, profesor fisika, mengatakan: “Untuk membuktikan kekuatan yang berkembang ini, kami mengambil dari bidang termodinamika stokastik yang muncul dan memperluas teori Nyquist yang berusia hampir seabad.”
“Graphene dan sirkuit memiliki hubungan simbiosis. Meskipun lingkungan termal bekerja pada resistansi beban, graphene dan sirkuit berada pada suhu yang sama dan panas tidak bersirkulasi di antara keduanya. “
Thibado berkata, Ini adalah perbedaan besar karena perbedaan suhu di antara keduanya graphene dan sirkuit, di sirkuit yang menyediakan energi, akan bertentangan dengan hukum kedua termodinamika. “Ini berarti bahwa hukum kedua termodinamika tidak dilanggar, dan jelas bahwa ‘setan Maxwell’ memisahkan elektron panas dan dingin.”
Para ilmuwan juga menemukan bahwa gerakan graphene yang relatif lambat menyebabkan arus di sirkuit pada frekuensi yang lebih rendah, yang secara teknologi penting karena elektronik bekerja lebih efisien pada frekuensi yang lebih rendah.
Thibado menjelaskan, “Anda mungkin berpikir bahwa arus yang mengalir dalam suatu resistansi membuatnya memanas, tetapi arus Brownian tidak. Jika tidak ada arus yang mengalir, resistor menjadi dingin. Yang kami lakukan adalah mengalihkan arus di sirkuit dan mengubahnya menjadi sesuatu yang berguna. “
Di masa depan, para ilmuwan akan mempelajari apakah DC dapat disimpan dalam kapasitor untuk digunakan nanti, sebuah tujuan yang akan membutuhkan sirkuit untuk dibuat menjadi miniatur dan dimodelkan pada wafer silikon atau chip. Jika jutaan sirkuit kecil ini dapat dibangun di atas chip 1mm kali 1mm, itu bisa menggantikan baterai berdaya rendah.
Hasilnya dipublikasikan di jurnal Physical Review E.
“Sarjana musik ekstrem. Penggemar kopi yang ramah. Penginjil makanan. Pembaca hardcore. Introvert freelance. Pengacara Twitter.”
