Για πρώτη φορά, μια διεθνής ομάδα επιστημόνων μπόρεσε να αποδείξει τη δυνατότητα απόκτησης μετρήσιμης ποσότητας ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας μια οπτική δίοδο απευθείας από το κρύο του διαστήματος. Η συσκευή υπέρυθρων ημιαγωγών που βλέπει στον ουρανό χρησιμοποιεί τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ της Γης και του διαστήματος για να παράγει ενέργεια.
«Το ίδιο το αχανές σύμπαν είναι ένας θερμοδυναμικός πόρος», εξηγεί ο Shanhui Fan, ένας από τους συγγραφείς της μελέτης. «Από την άποψη της οπτοηλεκτρονικής φυσικής, υπάρχει μια πολύ όμορφη συμμετρία μεταξύ της συλλογής της εισερχόμενης και της εξερχόμενης ακτινοβολίας».
Σε αντίθεση με τη χρήση της ενέργειας που έρχεται στη Γη, όπως κάνουν τα παραδοσιακά ηλιακά πάνελ, μια αρνητική οπτική δίοδος επιτρέπει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας όταν η θερμότητα φεύγει από την επιφάνεια και ορμάει πίσω στο διάστημα. Κατευθύνοντας τη συσκευή τους στο διάστημα, του οποίου η θερμοκρασία πλησιάζει το απόλυτο μηδέν, η ομάδα των επιστημόνων μπόρεσε να επιτύχει μια διαφορά θερμοκρασίας αρκετά μεγάλη για να παράγει ενέργεια.
«Η ποσότητα ενέργειας που μπορέσαμε να πάρουμε με αυτό το πείραμα είναι προς το παρόν πολύ κάτω από το θεωρητικό όριο», προσθέτει ο Masashi Ono, άλλος συγγραφέας της μελέτης.
Οι επιστήμονες υπολόγισαν ότι στη σημερινή της μορφή, η συσκευή τους θα μπορούσε να παράγει περίπου 64 νανοβάτ ανά τετραγωνικό μέτρο. Αυτή είναι μια εξαιρετικά μικρή ποσότητα ενέργειας, αλλά σε αυτή την περίπτωση, η ίδια η απόδειξη της ιδέας είναι σημαντική. Οι συγγραφείς της μελέτης θα είναι σε θέση να βελτιστοποιήσουν τη συσκευή στο μέλλον βελτιώνοντας τις κβαντικές οπτοηλεκτρονικές ιδιότητες των υλικών που χρησιμοποιούν στη δίοδο.
Οι υπολογισμοί έχουν δείξει ότι, λαμβάνοντας υπόψη τις ατμοσφαιρικές επιδράσεις, θεωρητικά, μετά από κάποιες βελτιώσεις, η συσκευή που δημιούργησαν οι επιστήμονες θα μπορεί να παράγει σχεδόν 4 watt ανά τετραγωνικό μέτρο, περίπου ένα εκατομμύριο φορές περισσότερο από ό,τι κατάφεραν να πάρουν κατά τη διάρκεια του πειράματος, και αρκετά αρκετά για να τροφοδοτήσουν μικρές συσκευές, που πρέπει να εργάζονται τη νύχτα. Συγκριτικά, τα σύγχρονα ηλιακά πάνελ παράγουν μεταξύ 100 και 200 watt ανά τετραγωνικό μέτρο.
Ενώ τα αποτελέσματα δείχνουν πολλά υποσχόμενα για συσκευές που δείχνουν τον ουρανό, ο Shanhu Fang επισημαίνει ότι η ίδια αρχή θα μπορούσε να εφαρμοστεί για την ανακύκλωση της θερμότητας που εκπέμπεται από τις μηχανές. Προς το παρόν, αυτός και η ομάδα του επικεντρώνονται στη βελτίωση της απόδοσης του οργάνου τους.
Έρευνα σε επιστημονική δημοσίευση του Αμερικανικού Ινστιτούτου Φυσικής (AIP).
Πηγή: 3dnews.ru