Pentru prima dată, o echipă internațională de oameni de știință a reușit să demonstreze posibilitatea de a obține o cantitate măsurabilă de electricitate folosind o diodă optică direct din frigul spațiului cosmic. Dispozitivul semiconductor cu infraroșu orientat spre cer folosește diferența de temperatură dintre Pământ și spațiu pentru a genera energie.
„Universul vast în sine este o resursă termodinamică”, explică Shanhui Fan, unul dintre autorii studiului. „Din punctul de vedere al fizicii optoelectronice, există o simetrie foarte frumoasă între colecția de radiații de intrare și de ieșire”.
Spre deosebire de utilizarea energiei care vine pe Pământ, așa cum fac panourile solare tradiționale, o diodă optică negativă permite generarea de energie electrică atunci când căldura părăsește suprafața și se repedează înapoi în spațiu. Îndreptând dispozitivul lor în spațiul cosmic, a cărui temperatură se apropie de zero absolut, echipa de oameni de știință a reușit să obțină o diferență de temperatură suficient de mare pentru a genera energie.
„Cantitatea de energie pe care am reușit să o obținem cu acest experiment este în prezent cu mult sub limita teoretică”, adaugă Masashi Ono, un alt autor al studiului.
Oamenii de știință au calculat că, în forma sa actuală, dispozitivul lor ar putea genera aproximativ 64 de nanowați pe metru pătrat. Aceasta este o cantitate extrem de mică de energie, dar în acest caz, dovada conceptului în sine este importantă. Autorii studiului vor putea optimiza dispozitivul în viitor prin îmbunătățirea proprietăților optoelectronice cuantice ale materialelor pe care le folosesc în diodă.
Calculele au arătat că, ținând cont de efectele atmosferice, teoretic, după unele îmbunătățiri, dispozitivul creat de oameni de știință va putea genera aproape 4 wați pe metru pătrat, de aproximativ un milion de ori mai mult decât au reușit să obțină în timpul experimentului, și destul de suficient pentru a alimenta dispozitivele mici, care trebuie să lucreze noaptea. În comparație, panourile solare moderne generează între 100 și 200 de wați pe metru pătrat.
În timp ce rezultatele arată promițătoare pentru dispozitivele de îndreptare a cerului, Shanhu Fang subliniază că același principiu ar putea fi aplicat pentru a recicla căldura radiată de la mașini. Deocamdată, el și echipa sa se concentrează pe îmbunătățirea performanței instrumentului lor.
studiu într-o publicație științifică a Institutului American de Fizică (AIP).
Sursa: 3dnews.ru