Medzinárodnému tímu vedcov sa po prvý raz podarilo preukázať možnosť získania merateľného množstva elektriny pomocou optickej diódy priamo z chladu kozmického priestoru. Infračervené polovodičové zariadenie obrátené k oblohe využíva na výrobu energie teplotný rozdiel medzi Zemou a vesmírom.
„Samotný obrovský vesmír je termodynamickým zdrojom,“ vysvetľuje Shanhui Fan, jeden z autorov štúdie. "Z pohľadu optoelektronickej fyziky existuje veľmi krásna symetria medzi zberom prichádzajúceho a odchádzajúceho žiarenia."
Na rozdiel od využívania energie prichádzajúcej na Zem, ako to robia tradičné solárne panely, negatívna optická dióda umožňuje generovať elektrinu, keď teplo opustí povrch a ponáhľa sa späť do vesmíru. Nasmerovaním svojho zariadenia do vesmíru, ktorého teplota sa blíži k absolútnej nule, sa tímu vedcov podarilo získať teplotný rozdiel dostatočne veľký na výrobu energie.
„Množstvo energie, ktoré sa nám podarilo týmto experimentom získať, je v súčasnosti hlboko pod teoretickým limitom,“ dodáva Masashi Ono, ďalší autor štúdie.
Vedci vypočítali, že v súčasnej podobe by ich zariadenie mohlo generovať približne 64 nanowattov na meter štvorcový. Ide o extrémne malé množstvo energie, no v tomto prípade je dôležitý samotný dôkaz konceptu. Autori štúdie budú môcť v budúcnosti optimalizovať zariadenie zlepšením kvantových optoelektronických vlastností materiálov, ktoré používajú v dióde.
Výpočty ukázali, že ak vezmeme do úvahy atmosférické vplyvy, teoreticky po určitých vylepšeniach bude zariadenie vytvorené vedcami schopné generovať takmer 4 watty na meter štvorcový, čo je asi miliónkrát viac, ako sa im podarilo získať počas experimentu, a celkom dosť na napájanie malých zariadení, ktoré potrebujú pracovať v noci. Na porovnanie, moderné solárne panely generujú 100 až 200 wattov na meter štvorcový.
Zatiaľ čo výsledky sú sľubné pre zariadenia na ukazovanie na oblohu, Shanhu Fang poukazuje na to, že rovnaký princíp by sa dal použiť na recykláciu tepla vyžarovaného zo strojov. Zatiaľ sa on a jeho tím sústreďujú na zlepšenie výkonu svojho nástroja.
študovať vo vedeckej publikácii American Institute of Physics (AIP).
Zdroj: 3dnews.ru