Космический холод превратили в электричество

Инженеры из США и Японии представили устройство, которое может получать электроэнергию из космического холода. Пока речь идет об очень малой мощности в десятки нановатт, но теоретически подобным способом можно получать и вполне значимые на практике 4 ватта с квадратного метра.

Солнечные батареи становятся все дешевле и эффективнее. Их цена каждый год падает на несколько процентов, а КПД массово выпускаемых фотоэлементов достиг 20%, и ежегодно он прибавляет несколько десятых процента. Солнечных батарей становится все больше, но у этой отрасли альтернативной энергетики есть принципиальный недостаток — она не выдает электричество по ночам.

Исследователи из США и Японии описали в журнале Applied Physics Letters устройство, которое позволяет получать электроэнергию за счет темноты и холода ночного неба. Идея, лежащая в основе изобретения, очень проста: днем поток энергии идет от Солнца к предметам на поверхности Земли, а ночью нагретые днем предметы отдают тепло в космическое пространство. А там, где есть поток тепла, его можно использовать для генерации электричества за счет тех или иных устройств — от классических тепловых машин до разного рода термоэлектрических преобразователей.

Для того, чтобы их устройство могло отдавать тепло возможно большей площади неба, ученые использовали большое параболическое зеркало. Образно говоря, оно фокусировало темноту. В фокусе зеркала находился фотодиод, который днем работал как солнечный фотоэлемент, а ночью остывал за счет испускания инфракрасных лучей в ночное небо. Температура фотодиода в результате оказывалась ниже, чем у нагревшейся за день металлической подложки под ним. Этой разницы оказалось достаточно для получения электричества.

Схема установки, которую собрали исследователи Masashi Ono

Преобразовать разницу температур фотодиода и подложки в электричество позволил элемент Пельтье, давно известное полупроводниковое устройство. При пропускании электрического тока одна сторона его нагревается, а другая остывает (этот эффект используют в компактных холодильниках). При нагреве одной стороны и охлаждении другой элемент Пельтье, напротив, выдает электрическое напряжение.

Расположив такое устройство в своей установке, ученые смогли получить немного электроэнергии из ночного холода. Как отмечают авторы, «можно собирать приходящее излучение, а можно использовать исходящее. В результате получается очень красивая симметрия в рамках оптоэлектронных технологий».

Авторы работы предполагают, что их устройство, должным образом усовершенствованное, может быть не только частью теоретической работы. В частности, его можно будет использовать для того, чтобы превращать в электроэнергию тепло от нагревающихся станков.

В избранное

Поиск по тегам

Присоединяйся к нам

Статистика

Капитализация : USD

Объем 24ч: USD

Доминация BTC: %

ТОП по росту (24Ч)

ТОП по падению (24Ч)