Pirmo reizi starptautiska zinātnieku komanda ir pierādījusi iespēju saražot izmērāmus elektroenerģijas daudzumus, izmantojot optisko diode tieši no kosmosa aukstuma. Uz debesīm vērstā infrasarkano staru pusvadītāju ierīce enerģijas radīšanai izmanto temperatūras starpību starp Zemi un kosmosu.
"Plašais Visums pats par sevi ir termodinamisks resurss," skaidro Shanhui Fan, viens no pētījuma autoriem. "No optoelektroniskās fizikas viedokļa ir ļoti skaista simetrija starp ienākošā un izejošā starojuma kolekciju."
Atšķirībā no enerģijas izmantošanas, kas nonāk uz Zemes, kā to dara tradicionālie saules paneļi, negatīva optiskā diode ļauj ģenerēt elektroenerģiju, siltumam atstājot virsmu un ieplūstot atpakaļ kosmosā. Novirzot savu ierīci uz kosmosu, kuras temperatūra tuvojas absolūtajai nullei, zinātnieku grupai izdevās iegūt temperatūras starpību, kas ir pietiekami liela, lai radītu enerģiju.
"Enerģijas daudzums, ko mēs varējām iegūt no šī eksperimenta, pašlaik ir daudz zemāks par teorētisko robežu," piebilst Masaši Ono, cits pētījuma autors.
Zinātnieki lēš, ka pašreizējā formā viņu ierīce spēj radīt aptuveni 64 nanovatus uz kvadrātmetru. Tas ir ārkārtīgi mazs enerģijas daudzums, taču šajā gadījumā svarīgs ir pats koncepcijas pierādījums. Pētījuma autori varēs vēl vairāk optimizēt ierīci, uzlabojot to materiālu kvantu optoelektroniskās īpašības, ko viņi izmanto diodē.
Aprēķini parādīja, ka, ņemot vērā atmosfēras efektus, teorētiski ar dažiem uzlabojumiem zinātnieku radītā ierīce varētu radīt gandrīz 4 W uz kvadrātmetru, aptuveni miljons reižu vairāk nekā tika iegūts eksperimenta laikā, un pilnīgi pietiekami, lai darbinātu mazas ierīces. kam jāstrādā naktī. Salīdzinājumam, mūsdienu saules paneļi saražo no 100 līdz 200 vatiem uz kvadrātmetru.
Lai gan rezultāti liecina par solījumu ierīcēm, kas vērstas uz debesīm, Shanhu Fan atzīmē, ka to pašu principu varētu piemērot, lai pārstrādātu iekārtu izdalīto siltumu. Pagaidām viņš un viņa komanda ir koncentrējušies uz savas ierīces efektivitātes uzlabošanu.
Pētniecība Amerikas Fizikas institūta (AIP) zinātniskajā izdevumā.
Avots: 3dnews.ru