Rahvusvaheline teadlaste rühm on esimest korda suutnud demonstreerida võimalust saada optilise dioodi abil mõõdetav kogus elektrit otse ilmakosmose külmast. Taeva poole suunatud infrapuna-pooljuhtseade kasutab energia tootmiseks Maa ja kosmose temperatuuride erinevust.
"Tohutu universum ise on termodünaamiline ressurss," selgitab uuringu üks autoreid Shanhui Fan. "Optoelektroonilise füüsika seisukohalt on sissetuleva ja väljamineva kiirguse kogumise vahel väga ilus sümmeetria."
Erinevalt Maale tuleva energia kasutamisest, nagu seda teevad traditsioonilised päikesepaneelid, võimaldab negatiivne optiline diood toota elektrit, kui soojus lahkub pinnalt ja tormab tagasi kosmosesse. Suunates oma seadme kosmosesse, mille temperatuur läheneb absoluutsele nullile, suutis teadlaste meeskond saavutada energia tootmiseks piisavalt suure temperatuuride erinevuse.
"Selle katsega saadav energiakogus on praegu tunduvalt alla teoreetilise piiri," lisab uuringu teine autor Masashi Ono.
Teadlased arvutasid välja, et praegusel kujul suudab nende seade toota umbes 64 nanovatti ruutmeetri kohta. See on äärmiselt väike energiahulk, kuid sel juhul on oluline kontseptsiooni tõestamine. Uuringu autorid saavad tulevikus seadet optimeerida, parandades dioodis kasutatavate materjalide kvantoptoelektroonilisi omadusi.
Arvutused on näidanud, et atmosfäärimõjusid arvesse võttes suudab teadlaste loodud seade pärast mõningaid parandusi teoreetiliselt toota peaaegu 4 vatti ruutmeetri kohta, umbes miljon korda rohkem, kui neil õnnestus katse käigus saada, ja üsna piisavalt väikeste seadmete toiteks, mis peavad öösel töötama. Võrdluseks, kaasaegsed päikesepaneelid toodavad 100–200 vatti ruutmeetri kohta.
Kuigi tulemused näitavad taevasse suunatud seadmete lootust, juhib Shanhu Fang tähelepanu sellele, et sama põhimõtet saab rakendada ka masinatest kiirgava soojuse taaskasutamiseks. Praegu on tema ja ta meeskond keskendunud oma pilli esituse parandamisele.
Uuring Ameerika Füüsika Instituudi (AIP) teaduslikus väljaandes.
Allikas: 3dnews.ru