Grafenbatteri

[blixtochdunder]

Skall vara publicerat i Physical Review Letters som brukar ha ganska strikt review så felet ligger ganska sannolikt i Ny Tekniks beskrivning.

Du hittar originalartikeln här. Tycks vara en subtil men sedan tidigare känd effekt. Om jag förstår saken rätt handlar det om att elektrisk energi har lägre entropi än inkoherent ljus och att man därför kan stjäla termisk energi från lysdioden och ändå få totala entropin att öka. Rätt häftigt, och en effekt jag aldrig hört talats om trots att jag jobbade med laserdioder en gång i tiden.

Ny Tekniks beskrivning var kanske inte den tydligaste, men det går inte att ge en så tydlig beskrivning på begränsat utrymme med en läsarkrets med högst blandade kunskaper så i det fallet tycker jag inte man kan säga att de gjort något fel.

Nu är detta om en annan artikel med dioder och det strder inte mot termodynamiken. Den artikel jag hänvisade som trådämne var ett batteri byggt av grafen.

[tonyf]

Så var minskar den tillgängliga energin...?

Ett uppenbart förslag är väl att omgivningen blir kallare?

tillgängliga energin

Enligt Thomas P alltså genom att det utsända ljuset har större entropi än den tillförda elektriska energin (som har i stort sett noll entropi), så man kan ta litet energi fråm omgivningen och minska dess entropi och ändå öka den totala entropin. Låter helt rimligt. Mycket intressant. Det kan inte ge någon praktiskt stor minskning av elförbrukningen, men intressant fysik.

[tonyf]

artikeln från physics world http://physicsworld.com/cws/article/news/48889

arxiv: http://arxiv.org/abs/1203.0161

I arxiv artikeln skriver dom faktiskt "Here we present a graphene device with asymmetric electrodes configuration to capture such ionic thermal energy and convert it into electricity". "the thermal velocity of ions can be maintained by the external environment, which means it is unlimited".

Jag kan inte tolka det på något annat sätt än att dom påstår sig ha byggt en evighetsmakskin av andra ordningen.

Wooohoo, termodynamikens lagar är falsifierade!

Hur gör den där maskinen för att rikta elektronflödet så att man får ström åt ett håll, inte båda, egentligen?

Ja, om citaten är representativa så verkar det uppenbarligen som om det är det de påstår. Om det verkligen skulle vara så (att de verkligen har en evighetsmaskin av andra slaget alltså, inte att de påstår att de har en) så är det mycket mycket mycket mer sensationellt än om neutriner skulle färdas i överljusfart.

ADDED
Jag har nu läst den korta artikeln i physicsworld.com. Efter att ha läst hela artikeln kan jag inte få något annat intryck än att de hävdar att de har en evighetsmaskin av andra slaget (oavsett om de hävdar att de hävdar det eller inte eller om de hävdar att de inte hävdar det). Skumt att physicsworld publicerar på detta viset.

[tonyf]

För övrigt så tycker jag att artikeln är bra skriven eftersom den ger upphov till en bra fråga. Att alltid matas med färdigtuggade lösningar blir i längden lite trist. Denna nya typ av journalism, som med en dialog med läsarna söker sig fram till rimliga svar, har kommit för att stanna. Bra Ny Teknik, (dock tummen ned för massa annat).

Så kan man ju också se det. Man skriver en otydlig åtminstone på gränsen till förvillande artikel för att läsarna skall få en bra övningsuppgift i att minnas sina gamla fysikstudier, kolla orginalkällor, och allmänt kritiskt tänkande, och kreativt tänkande och problemlösning. Om läsarna verkligen har förmågan till det och verkligen gör det så håller jag med om att läsarna då både får det intressantare och lär sig mer än av att bara läsa en tydlig "färdigtuggad" artikel. Frågan är väll vilka tidskriften vänder sig till och vad det är de förväntar sig av tidskriften.

[Tubba]

http://forums.randi.org/showthread.php?t=232507 Slängde upp en tråd på JREF. Fått ett förslag som verkar vettigt - det finns alltid en risk för att kopparen tar en elektron, fälls ut, varpå kloridjonen ger en elektron till grafenet, och sticker som gas. Detta borde introducera nödvändig entropi och minskning av tillgänglig energi.

[tonyf]

http://forums.randi.org/showthread.php?t=232507 Slängde upp en tråd på JREF. Fått ett förslag som verkar vettigt - det finns alltid en risk för att kopparen tar en elektron, fälls ut, varpå kloridjonen ger en elektron till grafenet, och sticker som gas. Detta borde introducera nödvändig entropi och minskning av tillgänglig energi.

Och i så fall är

claim to have invented a new kind of graphene-based "battery" that runs solely on ambient heat

fel. Som minst vilseledande även om man skulle kunna twista tolkningen till att det tekniskt sett inte skulle vara en lögn.

[Tubba]

Ja, det blir ju bara ett kemiskt batteri med novelitetsvärde. Har i sådana fall svårt att se att man skulle kunna sätta det i artificiella organ och köra det på kroppens saltnivå som de föreslår, vem vill ha moln av klorgas under huden?

[Moridin]

http://forums.randi.org/showthread.php?t=232507 Slängde upp en tråd på JREF. Fått ett förslag som verkar vettigt - det finns alltid en risk för att kopparen tar en elektron, fälls ut, varpå kloridjonen ger en elektron till grafenet, och sticker som gas. Detta borde introducera nödvändig entropi och minskning av tillgänglig energi.

De verkar komma fram till ungefär samma slutsats som jag gjorde. Ser man på.

[Tubba]

http://forums.randi.org/showthread.php?t=232507 Slängde upp en tråd på JREF. Fått ett förslag som verkar vettigt - det finns alltid en risk för att kopparen tar en elektron, fälls ut, varpå kloridjonen ger en elektron till grafenet, och sticker som gas. Detta borde introducera nödvändig entropi och minskning av tillgänglig energi.

De verkar komma fram till ungefär samma slutsats som jag gjorde. Ser man på.

Jaha, varför postade du inte den i tråden här då?

(det är för övrigt bara en person som har kommit med ett vettigt förslag där)

[Moridin]

De verkar komma fram till ungefär samma slutsats som jag gjorde. Ser man på.

Jaha, varför postade du inte den i tråden här då?

Jag gjorde det, men du förkastade tanken.

[Tubba]

De verkar komma fram till ungefär samma slutsats som jag gjorde. Ser man på.

Jaha, varför postade du inte den i tråden här då?

Jag gjorde det, men du förkastade tanken.

Men det är inte en förklaring. Problemet var med andra huvudsatsen, inte första. Förklarar inte varför man inte kan minska den totala entropin.

[Moridin]

Men det är inte en förklaring. Problemet var med andra huvudsatsen, inte första. Förklarar inte varför man inte kan minska den totala entropin.

En värmemotor minskar inte den totala entropin, så jag förstår inte vad ditt problem är.

[Tubba]

En värmemotor minskar inte den totala entropin, så jag förstår inte vad ditt problem är.

Nä, men då skall jag förklara det för dig.

Tänk dig att du har en s.k. termodynamisk låda. Ett slutet termodynamiskt system. Inget kommer in eller ut. Du har en primitiv motor i rummet, som drivs av att du fäller en hylla så att en sten ramlar ned på en drevarm av något slag. Och så har du ett magiskt grafenbatteri, som är kopplat till ett rep som lyfter upp stenen på hyllan igen.

Motorn är i sin tur kopplad till säg, en lampa, så att du kan sitta och läsa Bastiat eller von Mises eller vad du nu gör på fritiden. Nå, du fäller hyllan, stenen faller ned, motorn går igång, lampan lyser.

Efter en stund stannar motorn och lampan släcks. Vad har hänt med lägesenergin i stenen? En del har gått som friktion i motorn, och slutligen värmeenergi i rummet. Det mesta har strålats ut genom lampan, och absorberats som värmeenergi. Eftersom att termisk jämvikt råder i rummet och du inte längre har någon sten på hyllan är alltså den tillgänglia energin lägre (==entropin är högre), vilket är priset man får betala för att göra saker med energi, annat än rena trivialiteter. Rummet är alltså någon mängd varmare nu tack vare den frigjorda lägesenergin.

Allt väl? Fint, men nu startar vi grafenbatteriet. Det kyler rummet lite, och det blir precis så kallt som det var innan du drog igång motorn. Energin använder vi som nämnt till att lyfta upp stenen igen. Det är fortfarande mgh.

Men nu är något fel. Energi har ju gått åt och blivit värdelös väremeenergi* i processen. Den kan du ju inte raffinera till något användbart igen! Det går emot andra huvudsatsen!

Men det är precis vad batteriet gör, med mindre än att det finns några av de ovan diskuterade kemiska begränsningarna.

*Värmeenergi i sig går inte att ha till så mycket, däremot är skillnader i värme väldigt användbara, du kan t.ex. öppna fönstret ut en vindstilla dag och ställa en känslig vindsnurra i fönstret så förstår du varför - den varmare luften vill flöda till den kallare och sträva mot jämvikt.

[Moridin]

Nä, men då skall jag förklara det för dig.

Om vi bortser från att du säger emot dig själv när du först postulerar ett slutet termodynamiskt system som sedan ska få sin temperatur förändrad så är misstaget du gör att glömma att systemet inte är isolerat. Det är det som är själva poängen i t. ex. värmemotorer och kylskåp.

Din eftersökta förändring i entropi kan beräknas med Clausius olikhet: dS = dQ/T

The Clausius Inequality applies to any real engine cycle and implies a negative change in entropy on the cycle. That is, the entropy given to the environment during the cycle is larger than the entropy transferred to the engine by heat from the hot reservoir.

...vilket gör att nettoeffekten blir en ökad (global) entropi.

[pwm]

Thermodynamics, the kingdom of the deltas.