For første gang har et internasjonalt team av forskere vært i stand til å demonstrere muligheten for å skaffe en målbar mengde elektrisitet ved hjelp av en optisk diode direkte fra kulden i verdensrommet. Den himmelvendte infrarøde halvlederenheten bruker temperaturforskjellen mellom jorden og verdensrommet til å generere energi.
"Det enorme universet i seg selv er en termodynamisk ressurs," forklarer Shanhui Fan, en av forfatterne av studien. "Fra optoelektronisk fysikks synspunkt er det en veldig vakker symmetri mellom samlingen av innkommende og utgående stråling."
I motsetning til å bruke energi som kommer til jorden, slik tradisjonelle solcellepaneler gjør, gjør en negativ optisk diode det mulig å generere elektrisitet når varme forlater overflaten og skynder seg tilbake til verdensrommet. Ved å peke enheten deres ut i verdensrommet, hvis temperatur nærmer seg absolutt null, klarte forskerteamet å oppnå en temperaturforskjell som var stor nok til å generere energi.
"Mengden energi vi var i stand til å få med dette eksperimentet er for øyeblikket godt under den teoretiske grensen," legger Masashi Ono, en annen forfatter av studien.
Forskerne beregnet at enheten deres i sin nåværende form kunne generere omtrent 64 nanowatt per kvadratmeter. Dette er en ekstremt liten mengde energi, men i dette tilfellet er selve proof of concept viktig. Forfatterne av studien vil kunne optimalisere enheten i fremtiden ved å forbedre de kvanteoptoelektroniske egenskapene til materialene de bruker i dioden.
Beregninger har vist at, tatt i betraktning atmosfæriske effekter, teoretisk, etter noen forbedringer, vil enheten skapt av forskere være i stand til å generere nesten 4 watt per kvadratmeter, omtrent en million ganger mer enn de klarte å få under eksperimentet, og ganske nok til å drive små enheter, som trenger å jobbe om natten. Til sammenligning genererer moderne solcellepaneler mellom 100 og 200 watt per kvadratmeter.
Mens resultatene viser lovende for sky-pekeenheter, påpeker Shanhu Fang at det samme prinsippet kan brukes for å resirkulere varmen som utstråles fra maskiner. Foreløpig er han og teamet hans fokusert på å forbedre ytelsen til instrumentet deres.
Study i en vitenskapelig publikasjon fra American Institute of Physics (AIP).
Kilde: 3dnews.ru