나노플라이휠

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이미지 제공: John B

에너지 저장 및 전송의 과제는 초고용량 커패시터, 준안정 물질 및 반물질 배터리와 같은 다양한 해결책을 만들어냈다. 광범위한 응용 분야에 널리 사용되는 에너지 저장의 기계적 방법 중 하나는 고체의 밀봉된 진공 매트릭스에 내장된, 거의 마찰이 없는 자기 베어링 위의 마이크로 또는 나노 스케일 플라이휠 배열이다. 에너지는 각운동량의 형태로 플라이휠에 저장된다. 자이로스코프 효과를 효과적으로 제거하기 위해 플라이휠은 인클로저 내에서 자유롭게 부유한다. 이러한 플라이휠은 자기 베어링에 의해 고순도 진공에 부유되어 있으며, 비접촉 유도 모터에 의해 회전이 생성되는데, 이 모터는 전력이 추출될 때 비접촉 발전기로 이중 역할을 한다. 매트릭스 자체는 에너지가 필요할 때까지 안전하게 운반될 수 있으며, 그 후 플라이휠의 각운동량을 추출하여 사용할 수 있는데, 주로 전기 에너지 생성을 통해 이루어진다. 완전히 충전된 나노 플라이휠 매트릭스의 에너지 함량은 상당히 높지만 휘발유와 같은 수준, 전력 밀도는 다른 저장 방법보다 다소 낮다. 이는 에너지가 비교적 느린 속도로만 추출될 수 있기 때문이며, 그렇지 않으면 매트릭스가 과열로 손상될 수 있다.

이미지 제공: John B

참고; 자기 베어링의 소량의 마찰은 사용할 수 있는 전기 에너지로 변환될 수 있지만, 시간이 지남에 따라 이러한 에너지 소모는 저장된 에너지의 양을 감소시키므로 나노플라이휠 매트릭스는 장기 에너지 저장에 적합하지 않다. 이 기술은 지속적으로 에너지를 소비하고 자주 재충전되는 소형 독립 장치(스웜 봇과 신섹트와 같은)에서 가장 자주 사용된다.

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