Lần đầu tiên, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã chứng minh được khả năng sản xuất lượng điện có thể đo được bằng cách sử dụng một diode quang trực tiếp từ nhiệt độ lạnh của không gian bên ngoài. Thiết bị bán dẫn hồng ngoại hướng lên bầu trời sử dụng chênh lệch nhiệt độ giữa Trái đất và không gian để tạo ra năng lượng.
Shanhui Fan, một trong những tác giả của nghiên cứu, giải thích: “Bản thân vũ trụ rộng lớn là một nguồn tài nguyên nhiệt động lực học”. “Từ góc độ vật lý quang điện tử, có một sự đối xứng rất đẹp giữa tập hợp bức xạ tới và đi.”
Không giống như việc sử dụng năng lượng đến Trái đất như các tấm pin mặt trời truyền thống vẫn làm, một diode quang âm cho phép tạo ra điện khi nhiệt rời khỏi bề mặt và truyền trở lại không gian. Bằng cách hướng thiết bị của họ ra ngoài không gian, nơi có nhiệt độ gần bằng không tuyệt đối, một nhóm các nhà khoa học đã có thể thu được sự chênh lệch nhiệt độ đủ lớn để tạo ra năng lượng.
Masashi Ono, một tác giả khác của nghiên cứu, cho biết thêm: “Lượng năng lượng mà chúng tôi có thể thu được từ thí nghiệm này hiện thấp hơn nhiều so với giới hạn lý thuyết”.
Các nhà khoa học ước tính rằng ở dạng hiện tại, thiết bị của họ có thể tạo ra khoảng 64 nanowatt trên một mét vuông. Đây là một lượng năng lượng cực kỳ nhỏ, nhưng trong trường hợp này bản thân việc chứng minh khái niệm rất quan trọng. Các tác giả của nghiên cứu sẽ có thể tối ưu hóa hơn nữa thiết bị bằng cách cải thiện các đặc tính quang điện tử lượng tử của vật liệu họ sử dụng trong điốt.
Các tính toán cho thấy, có tính đến các hiệu ứng khí quyển, về mặt lý thuyết, với một số cải tiến, thiết bị do các nhà khoa học tạo ra có thể tạo ra gần 4 W trên một mét vuông, gấp khoảng một triệu lần so với công suất thu được trong quá trình thí nghiệm và khá đủ để cung cấp năng lượng cho các thiết bị nhỏ. ... người cần làm việc vào ban đêm. Để so sánh, các tấm pin mặt trời hiện đại tạo ra từ 100 đến 200 watt mỗi mét vuông.
Trong khi các kết quả cho thấy hứa hẹn đối với các thiết bị hướng lên bầu trời, Shanhu Fan lưu ý rằng nguyên lý tương tự có thể được áp dụng để tái chế nhiệt phát ra từ máy móc. Hiện tại, anh và nhóm của mình đang tập trung vào việc cải thiện hiệu suất của thiết bị.
Nghiên cứu trong ấn phẩm khoa học của Viện Vật lý Hoa Kỳ (AIP).
Nguồn: 3dnews.ru