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Deutsch => Hinweise und Vorschläge für Psiram-Artikel => Thema gestartet von: WotanWahn am 30. November 2017, 15:38:06

Titel: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 30. November 2017, 15:38:06
Wie ich gestern gelesen habe, bekommt Herr Keshe eventuell Konkurrenz von einem Physiker namens Paul Thibado von der Universität Arkansas.

https://iq.intel.de/natuerliche-bewegung-in-2-d-material-soll-saubere-und-unbegrenzte-energie-liefern/

Dass die einatomig dicke Folie sich entsprechend der brownschen Molekularbewegung hin- und herbewegen soll, kann ich ja noch nachvollziehen. Aber dass sie in der oberen Elektrode eine positive Ladung und in der unteren Elektrode eine negative Ladung induzieren soll, ist mir unverständlich. Wenn die Folie gegenüber den Elektroden geladen ist, könnte sie bei Annäherung an die Elektroden (ohne Berührung, denn dann wäre die Ladung futsch) allenfalls ein Wechselfeld mit der Frequenz der brownschen Molekularbewegung erzeugen. Ob sich das dann gleichrichten und nutzen lässt, sei dahingestellt.

Dann könnte man eher das durch Wärmerauschen hervorgerufene Signal einer Antenne oder elektronischen Schaltung gleichrichten und sich die Herstellung der einatomig dicken Grafitfolie sparen.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: celsus am 30. November 2017, 17:05:13
Zitat von: WotanWahn am 30. November 2017, 15:38:06
Wie ich gestern gelesen habe, bekommt Herr Keshe eventuell Konkurrenz von einem Physiker namens Paul Thibado von der Universität Arkansas.

;D Keshe ist konkurrenzlos, schließlich ist er der Messias.

Was mir an dem Text auffällt ist, dass es bisher noch keine erfolgreichen praktischen Versuche gibt - zumindest wird nicht erwähnt, dass das Teil tatsächlich mit einer Last betrieben wurde. Höchstwahrscheinlich hören wir sowieso nie wieder davon, wie von unzähligen ähnlichen Entdeckungen zuvor. Davon abgesehen kommt man natürlich auch mit Graphen nicht am Energieerhaltungssatz vorbei.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 30. November 2017, 17:42:27
Seid jetzt mal nicht zu skeptisch ;) : Es wird bei diesem "Graphen-Generator" keineswegs gegen Gesetze der Thermodynamik verstoßen.

Im Grunde wird nur mechanische Energie in Form von Vibrationen in elektrische Ernergie umgewandelt. Bei einem Dynamo sind es statt der Vibrationen Drehbewegungen. Nur die physikalische Wirkungsweise ist also eine andere.

Man denke auch an den Seebeck-Effekt: https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelektrizit%C3%A4t#Seebeck-Effekt (https://de.wikipedia.org/wiki/Thermoelektrizit%C3%A4t#Seebeck-Effekt)
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 30. November 2017, 20:58:21
Oh mea culpa, Celsus, wie konnte ich das übersehen!

Schwuppdiwupp, nach meiner Ansicht wird gegen den 2. Haupsatz verstoßen,  weil keine Potentialdifferenz genutzt werden soll, wie bei dem von Dir zitierten Seebeck-Effekt, sondern die brownsche Molekularbewegung auf demselben Temperaturpotential direkt ausgenutzt werden soll. Deswegen ja die einmolkulare Schichtdicke der Folie. Während bei einer mehrmolekularen Schichtdicke die Bewegungen der Moleküle in Querricht in den einzelnen Schichten gegenläufig gerichtet sein können und sich dadurch gegenseitig aufheben würden, nehmen die Forscher wohl an, dass das bei einer einzigen Schicht nicht auftreten kann.

Allerdings kann ich mir vorstellen, dass die Schwingung der Folie nicht so einheitlich harmonisch abläuft, wie im Video gezeigt, sondern von parasitären Oberwellen überlagert ist. Das heißt, die Schwingungen der Moleküle können trotz der einen Schicht gegenläufig gerichtet sein, weil die Bindungskräfte nicht groß genug sind, um eine ausreichend steife Schicht zu bilden. Die Folge wäre, dass sich die Bewegungen doch wieder weitgehend aufheben und man nichts an "Vibrationsenergie" abzweigen kann.

Außer dem Messias, der eigene Gesetze erlassen kann.

Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 30. November 2017, 21:51:39
Überzeugt mich noch nicht. Und es könnte sein, dass du die Wirkung der statischen Ladung (die Graphen-Schicht ist im Beispiel negativ polarisiert) bei der Wirkungsweise nicht ins Kakül ziehst.

Ich verstehe die zugrunde liegende Idee als eine Art Umkehrung des Funktionsprinzips elektrostischer Lautsprecher.

(https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/85/Es_spk.gif)

Dessen ungeachtet ist der Artikel irreführend bis idiotisch geschrieben.

ZitatAllerdings wollen Forscher nun tatsächlich ein Schlupfloch gefunden haben, das die Gesetze der Physik außer Kraft zu setzen scheint und eines Tages als Quelle für saubere und unbegrenzte Energie dienen könnte.

Selbstverständlich haben die Forscher kein Schlupfloch gefunden, dass die Gesetze der Physik außer Kraft setzt. Außerdem mag die Energie "sauber" sein (was immer man darunter auch versteht), aber "unbegrenzt" ist sie nicht - zumindest nicht in dem Sinne, wie sich viele Leser das vorstellen nach diesem Text. Denn selbstverständlich entzieht der Graphen-Generator die für die  Ladungstrennung benötigte Kraft der Umgebung als Wärme- bzw. Bewegungsenergie.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: eLender am 30. November 2017, 22:17:19
Ich grätsche hier mal halbwegs unqualifiziert rein, da ich mir den Artikel nicht angesehen habe und nur über begrenzte Physik-Kenntnisse verfüge. Aber wenn ich sehe, dass da anscheinend eine Temperaturdifferenz genutzt wird, die sehr klein sein soll, dann erinnere ich mich dunkel an Carnot. Der Wirkungsgrad einer "Wärmemaschine" hängt dummerweise von der absoluten Temperaturdifferenz ab. Daran ist schon so manche "Revolution" gescheitert.

Den Kommi habe ich mir erlaubt, da ihr schon zu weit von Keshe abgedriftet seit. In dessen Universum gelten die Gesetze der Natur nämlich nicht. Gut, die der unbegrenzten Dummheit schon (frei nach Einstein). Ich habe die Sache länger nicht mehr verfolgt; dachte schon, das hätte sich erledigt. Wenn man daran denkt, dass der die Masche schon seit ...ähm... beinahe einem Jahrzehnt läuft, dann verliert man beinahe den Glauben an die Menschheit. Moment, den habe ich ja schon verloren. :'(
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: pelbilkolm am 30. November 2017, 23:46:16
So wie das in dem Video erklärt ist, transportiert die Graphenschicht einfach nur Ladungen. Es wird aber nirgends erwähnt wo die überhaupt herkommen sollen... Im Video sind die beiden Platten am Anfang schon unterschidlich geladen.
Errinnert mich am ehesten an so was: https://www.youtube.com/watch?v=ndYrNn3EK28
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: celsus am 01. Dezember 2017, 00:21:16
Zitat von: pelbilkolm am 30. November 2017, 23:46:16
So wie das in dem Video erklärt ist, transportiert die Graphenschicht einfach nur Ladungen. Es wird aber nirgends erwähnt wo die überhaupt herkommen sollen... Im Video sind die beiden Platten am Anfang schon unterschidlich geladen.
Errinnert mich am ehesten an so was: https://www.youtube.com/watch?v=ndYrNn3EK28

Erinnert mich an Herrn Turtur (https://www.psiram.com/de/index.php/Claus_Wilhelm_Turtur), der bis heute nicht herausgefunden hat, woher sein Brummkreisel die Ladung bekommt (Tipp: Vom angeschlossenen Hochspannungsnetzteil)
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: celsus am 01. Dezember 2017, 13:16:42
Zitat von: pelbilkolm am 30. November 2017, 23:46:16
So wie das in dem Video erklärt ist, transportiert die Graphenschicht einfach nur Ladungen. Es wird aber nirgends erwähnt wo die überhaupt herkommen sollen... Im Video sind die beiden Platten am Anfang schon unterschidlich geladen.

Noch ein anderer Gedanke dazu: Die brownsche Bewegung ist ja temperaturabhängig. Wenn ich dem System nun Energie entziehe, sollte es doch abkühlen und damit die Bewegung verlangsamen, womit dann nach kurzer Zeit auch keine Energie mehr entzogen werden kann.

Hm, das haben garantiert Leute untersucht, die klüger und wesentlich gebildeter sind als ich, aber an der verfügbaren Erklärung fehlt einfach etwas.

http://bigthink.com/robby-berman/graphene-may-someday-power-the-world

ZitatUnlike other materials' individual atoms moving randomly, the carbon atoms in graphene remain connected in their layer and thus move together, which allows the energy from those ripples to be captured using nanotechnology.

Thibado has invented the Vibration Energy Harvester, or VEH, for doing this, and he's been awarded a provisional patent for his device that can run tiny motors.

While the amount of energy produced by each graphene layer is minuscule, it's easy to see how it can scale upwards.

Wenn "amount of energy" hier tatsächlich so gemeint ist, bedeutet das eher, dass das Graphen als Energiespeicher eingesetzt werden kann. Das passt aber nicht mit dem "harvest" zusammen. Und auch nicht mit "produced". Offenbar werden hier mal wieder wahllos Begriffe gebullshittet.


Weiter:

ZitatStill, you can fit 20,000 such pieces on the head of a pin. A thin membrane of graphene layers could power a watch forever without the need for recharging, and imagine the possibilities for large "batteries" built from graphene: They could run indefinitely, never need recharging, and be absolutely clean.

Das wäre dann eher eine Energieumwandlung, bei der Umgebungswärme in brownsche Bewegung und selbige dann in Ladungstrennung umgewandelt wird. Also ein Generator, keine Batterie.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 01. Dezember 2017, 18:42:05
Zitat von: pelbilkolm am 30. November 2017, 23:46:16
So wie das in dem Video erklärt ist, transportiert die Graphenschicht einfach nur Ladungen. Es wird aber nirgends erwähnt wo die überhaupt herkommen sollen... Im Video sind die beiden Platten am Anfang schon unterschidlich geladen.

Das ist in der Tat ein Punkt, der geklärt werden müsste.

Zitat von: celsus am 01. Dezember 2017, 13:16:42
Noch ein anderer Gedanke dazu: Die brownsche Bewegung ist ja temperaturabhängig. Wenn ich dem System nun Energie entziehe, sollte es doch abkühlen und damit die Bewegung verlangsamen, womit dann nach kurzer Zeit auch keine Energie mehr entzogen werden kann.

Richtig! Aber bis die Null Kelvin erreicht sind, dauert's halt ein wenig. ;)

Zitat von: celsus am 01. Dezember 2017, 13:16:42[...] an der verfügbaren Erklärung fehlt einfach etwas. [...]

Wenn "amount of energy" hier tatsächlich so gemeint ist, bedeutet das eher, dass das Graphen als Energiespeicher eingesetzt werden kann. Das passt aber nicht mit dem "harvest" zusammen. Und auch nicht mit "produced". Offenbar werden hier mal wieder wahllos Begriffe gebullshittet.

Das kann man nicht leugnen. ::)

Zitat von: celsus am 01. Dezember 2017, 13:16:42
ZitatStill, you can fit 20,000 such pieces on the head of a pin. A thin membrane of graphene layers could power a watch forever without the need for recharging, and imagine the possibilities for large "batteries" built from graphene: They could run indefinitely, never need recharging, and be absolutely clean.

Das wäre dann eher eine Energieumwandlung, bei der Umgebungswärme in brownsche Bewegung und selbige dann in Ladungstrennung umgewandelt wird. Also ein Generator, keine Batterie.

Genau so verstehe ich das Prinzip auch, dessen Funktionsweise mir zumindest denkbar und plausibel erscheint.

Was ich aber beim besten Willen nicht abschätzen kann, ist, ob es auch technisch umsetzbar ist. Wie bereits angesprochen: Woher kommt z. B. das ständige negative Potenzial der Graphenschicht? Muss dazu eine konventionelle Batterie verwendet werden? Auf welche fertigungstechnischen Probleme stößt man bei der Massenherstellung dieser Nanotechnologie? Stören irgendwelche quantenmechanische Einflüsse den gewünschten Effekt? etc. p. p.

Die Fragestellungen dürften für einige Doktorarbeiten reichen. ;D
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: celsus am 01. Dezember 2017, 19:22:49
Zitat von: Schwuppdiwupp am 01. Dezember 2017, 18:42:05Woher kommt z. B. das ständige negative Potenzial der Graphenschicht? Muss dazu eine konventionelle Batterie verwendet werden?

Nu ja, wenn sich das Gitter bewegt, ändert sich auch ständig der Abstand zwischen den Atomen und somit auch deren Ladungen. Entfernen sie sich, steigt das Potential und wenn sie sich wieder aufeinander zubewegen sinkt das Potential. Also haben wir eine ständige elektrische Potentialänderung oder ein elektrisches Wechselfeld, das durchaus genutzt werden kann um Strom fließen zu lassen - so lange Wärmeenergie zugeführt wird. Das könnte also zum lange ersehnten Wärme-zu-Elektrizität-Konverter werden. Ob der Wirkungsgrad brauchbar ist muss sich zeigen. Ob das technisch zu bewerkstelligen ist auch. Aber hey "Nanotechnologie !!1!" und zum Patent angemeldet ist es auch. Was kann da noch schiefgehen.  ;D
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: celsus am 01. Dezember 2017, 19:59:11
OK, hier wird es klarer. Es handelt sich nicht nur um brownsche Bewegung sondern zusätzlich eine wellenförmige Begewung des Graphen-Gitters. Und es geht um "harvesting", wie vermutet. Also Energieumwandlung.

ZitatWhen Thibado's team analyzed the "point mode" data, they could observe two distinct features: small Brownian motion and larger, coordinated movements. In these larger movements, the entire ripple buckled, flipping up and down like a thin piece of metal being repeatedly flexed.

The pattern of small random motion combined with larger sudden movements is known as Lévy flights. This phenomenon can be observed in a variety of contexts, such as biomedical signals, climate dynamics, the behavior of foraging animals, and even the movement of crowds at Disney World. Thibado is the first to have observed these flights spontaneously occurring in an inorganic atomic-scale system. His team published these results in the journal Physical Review Letters.

ZitatSuch a device would involve a negatively charged sheet of graphene suspended between two metal electrodes. When the graphene flips up, it induces a positive charge in the top electrode, and when it flips down, it charges the bottom one, creating an alternating current.

ZitatThibado predicts that his generators could transform our environment, allowing any object to send, receive, process, and store information, powered only by room temperature heat


Dann bin ich zufrieden. Energieerhaltungssatz gerettet, Prinzip ist verständlich, aber die vorherigen Artikel wurden von Leuten geschrieben die überhaupt nicht begriffen haben worum es geht.

Edit: Link vergessen https://researchfrontiers.uark.edu/good-vibrations/
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 01. Dezember 2017, 20:50:44
Davon ist auszugehen, wenn man in Physical Review Letters publiziert.

Zitat... many physicists and other scientists consider Physical Review Letters to be one of the most prestigious journals in the field of physics. [1][2][3]
https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_Review_Letters (https://en.wikipedia.org/wiki/Physical_Review_Letters)
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 12:09:10
Zitat von: celsus am 01. Dezember 2017, 19:59:11


Dann bin ich zufrieden. Energieerhaltungssatz gerettet,

1

Und der zweite Hauptsatz, der besagt, dass eine Potentialdifferenz existieren muss, also ein Temperaturgefälle zwischen Raumtemperatur und ?? ja und  was?? Wo ist der zweite Hauptsatz erfüllt? Das sehe ich nicht, wie ich schon weiter oben schrieb.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 14:34:40
Ich vermute mal, die "larger coordinated movements" des "grafen" werden nicht durch brownsche Molekularbewegung, sondern durch Magnetfelder des Linsensystems des von der Forschern verwendeten Elektronenmikroskops erzeugt, die die einatomig dicke Grafenschicht als Feder-Masse-System zu Schwingungen anregen und zufällig eine Resonanzfrequenz treffen. Ob wohl auch noch elektrische Energie gewonnen werden kann, wenn das Elektronenmikroskop abgeschaltet ist?
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 02. Dezember 2017, 16:27:42
Da liegt ein Missverständnis vor: Die Braun'sche Molekularbewegung braucht keinen Temperaturunterschied.

Wirf einen Krümmel Kaliumpermanganat (wegen der Farbe) in Wasser und nach ein paar Tagen ist der ganz Eimer violett. Die Wärmebewegug der Teilchen bei Temperaturen größer Null Kelvin (okay, bei Wasser sollten es freilich mehr als 273 Kelvin sein) reicht völlig aus, die Diffusion zu bewirken.

Die thermodynamische Triebkraft ist hier besonders die Entropie - volkstümlich als "Zunahme der Unordnung" verstanden.

Ebenso schwingen alle Molküle "in sich": ---> http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/molekuelschwingungen.vlu/Page/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/schwspek/mol_spek/ir3_1/dreiatomlinear_m19ht0300.vscml.html (http://www.chemgapedia.de/vsengine/vlu/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/molekuelschwingungen.vlu/Page/vsc/de/ch/3/anc/ir_spek/schwspek/mol_spek/ir3_1/dreiatomlinear_m19ht0300.vscml.html)

Solche Schwingungen werden seit langem durch IR- und NMR-Spektroskopie untersucht und zur Strukturbestimmung eines Stoffes interpretiert.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: forenschlaefer am 02. Dezember 2017, 17:38:04
wäre das Graphen hier eine molekulare Ratsche dann oder so in der Art?

https://de.wikipedia.org/wiki/Molekulare_Ratsche
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/ange.201503375/pdf
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 17:44:25
Bei Thibado soll aber elekrische Energie entstehen. Durch welche Art Umwandlung? Aus der brownschen Molekularbewegung selbst? Das geht laut zweitem Haupsatz nicht.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 17:52:10
Du warst schneller. Molulare Ratsche. Genau, und die funktioniert nicht.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 02. Dezember 2017, 18:13:59
Das Grundprinzip ist - wie oben schon angedeutet - eine Umkehrung des elektrostatischen Lautsprechers, bei der eine elektrisch geladene Folie zwischen zwei Statoren zum Schwingen gebracht wird, die umgebene Luft anregt und deshalb Schall abstrahlt.

Selbstverständlich geht das auch umgekehrt: Regt man diese Folie von Außen an, wird man an den Statoren eine (sehr geringe) Spannung messen. Aus dem Lautsprecher wurde ein Mikrophon.

In unserem Beispiel wird die denkbar dünnste "Folie" (die Graphenschicht) ebenfalls elektrisch geladen. Durch die unvermeidlichen Molekülschwingungen bewegt sich diese geladene Schicht relativ zu "Statoren", und induziert ein elektrisches Potenzial (Spannung) zwischen den beiden Statoren.

Allem Anschein nach ist die Bewegung der Graphenschicht dergestalt, dass eine Spannung messbar ist. Würde sich bei den Schwingungen gleich viele Bereiche der Schicht nach oben und nach unten bewegen (wie eine perfekte Sinuskurve), dann wäre die Spannung Null und man hätte nichts gewonnen.

Offenbarlich konnten die Forscher glaubhaft machen, dass dieser Fall nicht eintritt. Andernfalls hätten sie ihre Ergebnisse nicht in einem sehr angesehenen, peer review kontrollierten, wissenschaftlichen Fachmagazin veröffentlichen können.

Nachtrag:

ZitatBrownsche Motoren
Der Begriff Brownsche Motoren wurde 1995 vom Physiker Peter Hänggi (Universität Augsburg) geprägt, um damit die gerichtete Bewegung in periodischen Systemen mit räumlicher und/oder zeitlicher Symmetriebrechung unter Ausnützung der Quelle der thermischen Brownschen Bewegung zu charakterisieren. Dabei ist wichtig, dass diese Systeme fernab vom thermischen Gleichgewicht operieren. Damit ergibt sich kein Widerspruch zum 2. Hauptsatz der Thermodynamik.
https://de.wikipedia.org/wiki/Molekulare_Ratsche#Brownsche_Motoren (https://de.wikipedia.org/wiki/Molekulare_Ratsche#Brownsche_Motoren)
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 20:34:36
Der Wikipedia Artikel ist verkürzt und unvollständig. Aus dem darin genannten Papier der Universität Augsburg und weiteren Artikel über den brownschen Motor geht hervor,  dass ein Energiefeld von außen angelegt und an und abgeschaltet wird. Dieses liefert letztlich die Energie für die asymmetrische Bewegung der Moleküle.

https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.physik.uni-augsburg.de/theo1/hanggi/Papers/168.pdf&ved=0ahUKEwiqzYnVjOzXAhUCDuwKHbx_DygQFggsMAI&usg=AOvVaw0d1RpnxmCUYPeoK4983-_n

https://www.google.de/url?sa=t&source=web&rct=j&url=https://www.mpg.de/473434/pressemitteilung20030703&ved=0ahUKEwjxuu-3j-zXAhWQqKQKHf--ApsQFggzMAQ&usg=AOvVaw3WWSBxwVCOV8luBm8ijT80

Aus letzterem Artikel der Max-Planck-Gesellschaft ein Zitat:

ZitatDieses System, das scheinbar verlustfrei Wärmeenergie in mechanische Arbeit umformt, ist jedoch kein perpetuum mobile. Denn das Kunststück funktioniert nur dann, wenn den Brownschen Motoren Energie von außen - über die periodische Störung des Wasser-Teilchen-Systems - zugeführt wird. Fernab des Gleichgewichts ist der zweiten Hauptsatz der Thermodynamik nicht mehr anwendbar. Erstaunlich bleibt der Transport der Teilchen trotzdem denn anders als bei herkömmlichen Motoren sind für eine gerichtete Bewegung weder eine Nettokraft noch ein chemisches Konzentrationsgefälle oder ein Temperaturgradient erforderlich.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 02. Dezember 2017, 22:17:10
Hier der Link zur Originalpublikation:

https://thibado.uark.edu/wp-content/uploads/sites/316/2017/06/PhysRevLett.117.126801.pdf (https://thibado.uark.edu/wp-content/uploads/sites/316/2017/06/PhysRevLett.117.126801.pdf)

Allerdings reicht mein Fachwissen nicht aus, um gegebenenfalls Fehler zu erkennen. Hoffen wir mal für Herrn Thibado, dass die peers ihre Arbeit gründlich gemacht haben und er keinen Blödsinn veröffentlicht hat.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 02. Dezember 2017, 23:46:31
Danke Schwubb. Ich schau mal.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 06. Dezember 2017, 13:00:16
In dem genannten Artikel wird beschrieben, dass ein Raster-Tunnel-Mikroskop verwendet wird. Ein solches hat folgenden Aufbau:

(https://picload.org/image/driirpaa/rtm.jpg)

In dem Artikel ist einmal gesagt, dass der Tunnelstrom (angelegt durch die Spannungsquelle zwischen Spitze und Probe) die Membran erwärmt und so deren kinetische Energie erhöht. (Die im Zitat genannten Figuren beziehen sich auf den Artikel und nicht auf das schematisch dargestellte Raster-Tunnel-Mikroskop.)

ZitatIt can further be seen from Fig. 2(c) that the velocity
distribution broadens with increasing tunneling current.
The same trend is apparent in Fig. 2(d), which shows
the variation of the FWHM of the velocity PDF with the
tunneling current setpoint over the entire range of this
study. The broadening of the distribution is consistent with
Joule heating due to the STM tunneling current providing
more kinetic energy to the membrane [20].

Weiter ist gesagt, dass durch Variation des Tunnelstroms bestimmte Prozesse aktiviert und deaktiviert werden können.

ZitatBy tuning the velocity distribution (as we demonstrated
by varying the tunneling current), one can activate certain
processes and deactivate others. Furthermore, as the membrane
flexes, it modifies the local strain, the chemical
reactivity, and the charge distribution, which allows the
system to do work.

Somit scheint der Tunnelstrom und damit das Elektronenmikroskop selbst eine wichtige Rolle für den beobachteten Effekt zu spielen. Vermutlich liefert der Tunnelstrom die Energie für die Vibration des Graphen und nicht die brownsche Molekularbewegung. Also wieder nichts mit freier Energie, obwohl der Tunnelstrom nur mit Hilfe der Quantenmechanik erklärbar ist und nicht mit klassischer Physik.
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 06. Dezember 2017, 21:47:46
Mir ist der Aufbau eines Raster-Tunnel-Mikroskop sehr wohl vertraut .... *hüstel*

Deine Vermutung, dass der Tunnelstrom für die beobachteten Effekte verantwortlich ist, ist derart naheliegend, dass die Autoren das selbstverständlich auch erwähnen - wie deine Ausschnitte belegen.

Genau deshalb wurden Computer-Simulationen vorgenommen und dabei verschiedene Parmetern variiert (z. B. der Temperatur: 100 K und 3000 K). Diese Simulationen zeigen, dass die Graphen-Membran mit einer gewissen statitischen Wahrscheinlichkeit sich komplett nach oben oder unten stülpen kann - also Levy-Flights (auch Levy-Walks) ausführt. https://en.wikipedia.org/wiki/Levy_walk (https://en.wikipedia.org/wiki/Levy_walk) Sie bestätigen also das experimentell beobachtete Verhalten.

Nochmal: Das sind keine Aluhüte, die in "Raum & Zeit" publiziert haben. Und von "Freier Energie" (im esoterischen Sinn) ist auch nirgends die Rede. Die angedachte Idee (und mehr ist es wohl nicht), wie man diese Bewegungen zur Umwandlung von letztendlich thermischer in elektrischer Energie ausnutzen könnte, war offenbar Thibado eine Patentanmeldung wert.

Ob das letztendlich funktioniert, steht freilich auf einem anderen Blatt.

:grins Mein 200-ster Beitrag! :prosit
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Daggi am 06. Dezember 2017, 22:35:50
Mir fällt dazu der verstorbene Herr Lehner ein, und Oliver Crane:

https://www.psiram.com/de/index.php/Hans_Lehner

https://www.psiram.com/de/index.php/Oliver_Crane

http://www.rqm.ch/
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: WotanWahn am 07. Dezember 2017, 11:34:49
Ich verstehe den Zusammenhang Deiner Zitate mit den vorherigen Beiträgen nicht, Daggi. Es ging darum, welche Energie die Schwingungen der Graphen-Membran speist. Nach dem letzten Diskussionsstand scheint das der Tunnelstrom des Raster-Tunnel-Mikroskops zu sein, also eine von außen zugeführte Energie. Das ist mit dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik vereinbar.

Oder geht es um Tunnelstrom und Quantenmechanik?
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Schwuppdiwupp am 07. Dezember 2017, 16:50:59
Zitat von: WotanWahn am 07. Dezember 2017, 11:34:49
Nach dem letzten Diskussionsstand scheint das der Tunnelstrom des Raster-Tunnel-Mikroskops zu sein, also eine von außen zugeführte Energie.

Mit Verlaub: Das ist dein letzter Stand. ::)
Titel: Re: Vibration Energy Harvester
Beitrag von: Daggi am 07. Dezember 2017, 19:46:01
@Wotan: mein lieber Wotan. Das war auf einen älteren Stand eurer Diskussion gezogen. Crane (eigentlich Sigerist) und der Lehner hatte vor zig Jahren nach Investoren gesucht für eine Art Perpetuum Mobile, das Energie aus der Brown'schen Molekulargewegung gewinnen sollte. Turtur hingegen glaubt den Casimir-Effekt angezapft zu haben, baisewei.

Beim Tunnelmikroskop muss die Hochspannung erstmal erzeugt werden. Wenn der Ladekondensator verlustfrei wäre, und man einen Trenntransformator einspart, könnte man nach einmaligem Aufladen die Spannung direkt über einen Gleichrichter aus dem Netz bekommen. "Normale" Hochspannungsnetzteile haben aber einen Eigenverbrauch für die Spannungsstabilisierung. Im Verhältnis zu den vielleicht möglichen Mikroleistungen an der Nadelspitze liegen die Verluste um Größenordnungen höher.