Как известно, недостатком солнечных панелей является то, что им требуется солнечный свет для выработки электроэнергии. Параллельно этому, некоторые ученые предположили, что определенное устройство на Земле, направленное приемным элементом в космос, для улавливания рассеянной энергии и превращения её в электричество, может работать на базе того же вида оптоэлектронной физики, который ранее использовали для развития солнечной энергетики. Группа ученых из Американского института физики, как передает ScienceDaily, разработала технологию, которая превращает слабое инфракрасное излучение из космоса в электроэнергию.
Научная работа, опубликованная в журнале «Applied Physics Letters» направлена на разработку потенциального технического пути развития выработки электричества: ночных солнечных батарей.
Международная группа ученых впервые продемонстрировала, что можно производить измеримое количество электричества в диоде непосредственно из холода Вселенной. Инфракрасное полупроводниковое устройство (диод) обращено к небу и использует разницу температур между Землей и космосом для производства электричества.
«Огромная вселенная является термодинамическим ресурсом», – сказал Шаньху Фань, автор статьи. «С точки зрения оптоэлектронной физики, существует действительно очень красивая симметрия между сбором входящего излучения и сбором выходящего излучения».
В отличие от использования поступающей энергии, как это делает обычный солнечный элемент, отрицательный эффект освещения позволяет собирать электрическую энергию, когда тепло покидает поверхность. Современные технологии, однако, не так эффективно улавливают энергию при подобных отрицательных перепадах температур.
Направив такое устройство в пространство, температура которого приближается к градусам абсолютного нуля, ученые смогли найти достаточно большую разность температур для выработки энергии уже на этапе раннего моделирования.
«Количество энергии, которое мы можем генерировать с помощью этого эксперимента, на данный момент намного ниже теоретического предела», – сказал Масаси Оно, другой автор статьи.
Группа установила, что их диод с отрицательным освещением генерировал около 64 нановатт [делим на миллиард для перевода в ватты] на квадратный метр. Количество электричества небольшое, но важное для подтверждения концепции, которую авторы могут улучшить, оптимизировав квантовые оптоэлектронные свойства используемых материалов. Для сравнения, современные солнечные панели вырабатывают от 100 до 200 Вт на квадратный метр.
Расчеты, сделанные после того, как диод создал электричество, показали, что, если учитывать атмосферные эффекты, разработанное устройство теоретически может генерировать почти 4 Вт на квадратный метр. Этого будет достаточно, чтобы помочь силовому оборудованию энергоустановки перемещаться в ночное время суток.
В то время как полученные результаты очертили многообещающие перспективы развития подобных технологий в будущем, Фань сказал, что тот же принцип может быть использован для рекуперации тепла от автомобилей. На данный момент исследователь и его группа сосредоточены на улучшении производительности разработанного устройства.
