Kansainvälinen tutkijaryhmä on ensimmäistä kertaa osoittanut mahdollisuuden tuottaa mitattavissa olevia määriä sähköä optisella diodilla suoraan ulkoavaruuden kylmästä. Taivaaseen päin oleva infrapunapuolijohdelaite käyttää Maan ja avaruuden välistä lämpötilaeroa energian tuottamiseen.
"Laaja universumi itsessään on termodynaaminen resurssi", selittää Shanhui Fan, yksi tutkimuksen kirjoittajista. "Optoelektronisen fysiikan näkökulmasta tulevan ja lähtevän säteilyn välillä on erittäin kaunis symmetria."
Toisin kuin maapallolle tulevan energian käyttäminen perinteisten aurinkopaneelien tapaan, negatiivinen optinen diodi mahdollistaa sähkön tuotannon, kun lämpö poistuu pinnasta ja virtaa takaisin avaruuteen. Suuntamalla laitteensa ulkoavaruuteen, jonka lämpötila lähestyy absoluuttista nollaa, ryhmä tutkijoita onnistui saamaan riittävän suuren lämpötilaeron energian tuottamiseksi.
"Tästä kokeesta saamamme energian määrä on tällä hetkellä paljon alle teoreettisen rajan", lisää Masashi Ono, toinen tutkimuksen kirjoittaja.
Tutkijat arvioivat, että nykyisessä muodossaan heidän laitteensa voi tuottaa noin 64 nanowattia neliömetriä kohti. Tämä on erittäin pieni määrä energiaa, mutta tässä tapauksessa konseptin todistaminen itsessään on tärkeää. Tutkimuksen tekijät voivat edelleen optimoida laitetta parantamalla diodissa käyttämiensä materiaalien kvanttioptoelektronisia ominaisuuksia.
Laskelmat osoittivat, että ilmakehän vaikutukset huomioon ottaen tiedemiesten luoma laite voisi teoreettisesti joillain parannuksilla tuottaa lähes 4 W neliömetriä kohden, noin miljoona kertaa enemmän kuin mitä kokeessa saatiin, ja aivan riittävästi pienten laitteiden tehoon. . jotka tarvitsevat yötyötä. Vertailun vuoksi nykyaikaiset aurinkopaneelit tuottavat 100-200 wattia neliömetriä kohti.
Vaikka tulokset osoittavat lupauksia taivaalle suunnatuista laitteista, Shanhu Fan huomauttaa, että samaa periaatetta voitaisiin soveltaa koneiden lähettämän lämmön kierrättämiseen. Toistaiseksi hän ja hänen tiiminsä ovat keskittyneet parantamaan laitteensa tehokkuutta.
Tutkimus American Institute of Physicsin (AIP) tieteellisessä julkaisussa.
Lähde: 3dnews.ru