For første gang har et internationalt hold af videnskabsmænd været i stand til at demonstrere muligheden for at opnå en målbar mængde elektricitet ved hjælp af en optisk diode direkte fra kulden i det ydre rum. Den himmelvendte infrarøde halvlederenhed bruger temperaturforskellen mellem Jorden og rummet til at generere energi.
"Det enorme univers i sig selv er en termodynamisk ressource," forklarer Shanhui Fan, en af forfatterne til undersøgelsen. "Fra optoelektronisk fysiks synspunkt er der en meget smuk symmetri mellem samlingen af indgående og udgående stråling."
I modsætning til at bruge energi, der kommer til Jorden, som traditionelle solpaneler gør, gør en negativ optisk diode det muligt at generere elektricitet, når varme forlader overfladen og skynder sig tilbage i rummet. Ved at pege deres enhed ud i det ydre rum, hvis temperatur nærmer sig det absolutte nulpunkt, var holdet af videnskabsmænd i stand til at opnå en temperaturforskel, der var stor nok til at generere energi.
"Mængden af energi, som vi var i stand til at få med dette eksperiment, er i øjeblikket et godt stykke under den teoretiske grænse," tilføjer Masashi Ono, en anden forfatter af undersøgelsen.
Forskerne beregnede, at deres enhed i sin nuværende form kunne generere omkring 64 nanowatt per kvadratmeter. Dette er en ekstrem lille mængde energi, men i dette tilfælde er selve proof of concept vigtig. Forfatterne af undersøgelsen vil være i stand til at optimere enheden i fremtiden ved at forbedre de kvanteoptoelektroniske egenskaber af de materialer, de bruger i dioden.
Beregninger har vist, at under hensyntagen til atmosfæriske virkninger, teoretisk set, efter nogle forbedringer, vil enheden skabt af forskere være i stand til at generere næsten 4 watt pr. kvadratmeter, omkring en million gange mere, end de nåede at få under eksperimentet, og ganske nok til at drive små enheder, der skal arbejde om natten. Til sammenligning genererer moderne solpaneler mellem 100 og 200 watt per kvadratmeter.
Mens resultaterne viser lovende for pegeanordninger, påpeger Shanhu Fang, at det samme princip kunne anvendes til at genbruge den varme, der udstråles fra maskiner. For nu er han og hans team fokuseret på at forbedre ydeevnen af deres instrument.
Undersøgelse i en videnskabelig publikation fra American Institute of Physics (AIP).
Kilde: 3dnews.ru