Экспериментальное устройство вырабатывает электричество из космоса.

82

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Ученые разработали устройство, которое с помощью фотодиода, обращенного к небу, может генерировать электричество из разницы температур между Землей и космосом.

Созданное исследователями из Стэнфордского университета, устройство имеет аналогичную оптоэлектронную систему, которая используется в солнечных панелях. Тем не менее, солнечные панели нуждаются в солнечном свете для выработки электроэнергии. Вместо использования излучения, исходящего от Солнца, экспериментальное устройство использует излучение, исходящее от Земли.

Очевидное отличие состоит в том, что изобретение исследователей может работать ночью, что делает его потенциальным источником возобновляемой энергии, которая может работать круглосуточно. Более того, это устройство не зависит от погодных условий.

Результаты работы ученых были опубликованы в последнем издании « Прикладной физики писем ».

«Огромная вселенная является термодинамическим ресурсом», — сказал автор статьи Шаньхуэй Фан. — Когда дело доходит до оптоэлектронной физики, существует действительно очень красивая симметрия между получением входящего излучения и получением выходящего излучения, — добавил он.

В отличие от использования энергии, поступающей на нашу планету, как это делают обычные солнечные элементы, экспериментальное устройство позволяет собирать электричество, когда тепло покидает поверхность Земли. Современные технологии не позволяют эффективно захватывать электроэнергию таким образом, но это может измениться в будущем.

— Количество энергии, которое мы можем генерировать в этом эксперименте, в настоящее время намного ниже теоретического предела, — сказал Масаси Оно, соавтор публикации.

В экспериментах исследователям удалось выработать 64 нановатта на квадратный метр. Это небольшое количество энергии, но важное свидетельство, подтверждающее саму концепцию устройства. Это позволяет усовершенствовать и усовершенствовать технологию даже путем квантовых модификаций оптоэлектронных свойств используемых материалов.

Инфракрасные фотодиоды, установленные в устройстве, работают «задом наперед». Когда фотоны в форме инфракрасного излучения, которое также известно как тепловое излучение, покидают систему, генерируется небольшое количество энергии. Таким образом, экспериментальная система использует то, что ученые называют «отрицательным световым эффектом» — поток исходящей радиации, когда тепло уходит от Земли обратно в космос. Конфигурация, используемая в устройстве, использует инфракрасный полупроводник, направленный в небо, чтобы преобразовать этот поток в электричество.

Расчеты, сделанные после того, как фотодиод генерировал электричество, показали, что с учетом атмосферных воздействий нынешнее устройство теоретически может генерировать почти 4 Вт на квадратный метр. Это примерно в миллион раз больше, чем электричество, вырабатываемое во время экспериментов. Для сравнения, современные солнечные панели вырабатывают от 100 до 200 Вт на квадратный метр.

Опыт показывает, что этот тип устройства является перспективной технологией. Но тот же принцип может быть использован для восстановления тепла от машин, хотя это долгий путь. В настоящее время ученые сосредоточены на повышении производительности своего устройства.

Источник: Science Alert , EurekAlert!