Учёные в 100 раз повысили выработку энергии из «мусорного» тепла с помощью новых оптических антенн

Группа учёных из Университета Колорадо в Боулдере разработала новый элемент для выработки энергии из рассеиваемого тепла, которое просто улетело бы в пространство. Новая разработка оказалась в 100 раз лучше предыдущих подобных устройств, но для коммерческих целей КПД элемента необходимо повысить ещё в 100 или 1000 раз.

Учёные в 100 раз повысили выработку энергии из «мусорного» тепла с помощью новых оптических антенн

Оптическая ректенна для выработки электричества из тепла на изображении со сканирующего электронного микроскопа. Источник: Moddel Lab

Вырабатывать электричество из внешнего электромагнитного поля (радиочастотного излучения) могут так называемые выпрямляющие антенны или ректенны (rectifying antenna). Учёные создали ректенну для получения электричества из тепла. В издании Nature Communications исследователи рассказали об элементе, основанном на туннельном эффекте. Задача была поставлена таким образом, что для сбора энергии из тепла требовался как можно меньший по размерам элемент, но необходимо было решить проблему роста сопротивления по мере уменьшения элементов.

Туннельный эффект, которого учёные добились на элементе, фактически означает нулевое сопротивление перехода электрона и резкое повышение уровня выработки. Получить такой эффект исследователи смогли после того, как между контактами перехода создали зазор между двух слоёв диэлектрика — так называемую квантовую яму. Подбор зазора и толщины диэлектриков был такой, что электрон туннелировал с одного контакта на другой, как бы проходя сквозь стену.

Ученые протестировали массив из более чем 250 000 ректенн в форме бабочек, сделанных из никеля, оксида никеля, оксида алюминия, хрома и золота, каждая из которых была примерно 11 нм в длину и 6 нм в ширину. Было обнаружено, что массив показал эффективность преобразования в 100–1000 раз больше, чем предыдущие оптические ректенны.

Несмотря на высокие относительные показатели, КПД массива оказался на уровне 0,001 %. «Нам еще предстоит пройти долгий путь, — сказала автор исследования Амина Белкади (Amina Belkadi). — Возможно, мы сможем повысить эффективность преобразования еще в 1000 раз. При эффективности преобразования от 1 до 2 %, учитывая огромное количество энергии, теряемой в виде отработанного тепла, люди начнут развешивать такие ректенны по стенам».


Влад Кулиев, Supreme2.Ru

Коды для вставки в блог\форум




Интересные новости
Китайский робопёс Unitree Go1 поступил в продажу за $2700 — он может следовать за хозяином и принести водыКитайский робопёс Unitree Go1 поступил в продажу за $2700 — он может следовать за хозяином и принести воды
Relativity Space анонсировала полностью многоразовую ракету Terran R, напечатанную на 3D-принтереRelativity Space анонсировала полностью многоразовую ракету Terran R, напечатанную на 3D-принтере
SpaceX вывела на орбиту спутник SXM-8 и в 87-й раз осуществила успешную посадку первой ступениSpaceX вывела на орбиту спутник SXM-8 и в 87-й раз осуществила успешную посадку первой ступени
Космическая компания из США отправит на Луну один биткоинКосмическая компания из США отправит на Луну один биткоин
Джефф Безос полетит в космос во время первого испытания ракеты New Shepard с людьми на борту
Блок рекламы


Похожие новости

Гринпис: китайские дата-центры увеличат к 2035 году использование электроэнергии в четыре раза и нарастят выбросы вдвоеГринпис: китайские дата-центры увеличат к 2035 году использование электроэнергии в четыре раза и нарастят выбросы вдвое
Плавучие ветряные электростанции расширят горизонты добычи альтернативной энергииПлавучие ветряные электростанции расширят горизонты добычи альтернативной энергии
Китайские учёные создали собственный беспроводной интерфейс «мозг-компьютер»Китайские учёные создали собственный беспроводной интерфейс «мозг-компьютер»
Учёные придумали, как набирать текст на компьютере силой мыслиУчёные придумали, как набирать текст на компьютере силой мысли
Учёные точно выяснили, сколько длятся сутки на Венере, а также определили некоторые другие характеристики планеты
Илон Маск заявил, что каждый дом должен быть оснащён системой хранения электроэнергии
Капли дождя на далёких планетах должны быть похожи на земные, выяснили учёныеКапли дождя на далёких планетах должны быть похожи на земные, выяснили учёные
Учёные впервые в истории подключили человеческий мозг к компьютеру по беспроводной сетиУчёные впервые в истории подключили человеческий мозг к компьютеру по беспроводной сети
Напечатанная на 3D-принтере антенна способна превращать сигнал 5G в электроэнергиюНапечатанная на 3D-принтере антенна способна превращать сигнал 5G в электроэнергию
Возобновляемые источники обеспечили в 2020 году 97 % потребностей Шотландии в электроэнергииВозобновляемые источники обеспечили в 2020 году 97 % потребностей Шотландии в электроэнергии
Последние новости

Подгружаем последние новости