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
SpaceX запустила в космос очередную партию из 51 спутника для проекта StarlinkSpaceX запустила в космос очередную партию из 51 спутника для проекта Starlink
Соучредитель Apple Стив Возняк объявил о создании космической компанииСоучредитель Apple Стив Возняк объявил о создании космической компании
Наше наследие: что XXI век оставит археологам будущего?Наше наследие: что XXI век оставит археологам будущего?
Свет можно превратить в материю — учёные это подтвердили экспериментальноСвет можно превратить в материю — учёные это подтвердили экспериментально
Умер Клайв Синклер - разработчик компьютера ZX SpectrumУмер Клайв Синклер - разработчик компьютера ZX Spectrum
Блок рекламы


Похожие новости

Свет можно превратить в материю — учёные это подтвердили экспериментальноСвет можно превратить в материю — учёные это подтвердили экспериментально
Шведские учёные увеличили ёмкость натрийионных аккумуляторовШведские учёные увеличили ёмкость натрийионных аккумуляторов
Учёные вырастили «графен» из бора, что открывает новые горизонты для электроники и аккумуляторовУчёные вырастили «графен» из бора, что открывает новые горизонты для электроники и аккумуляторов
Анализ крови с помощью ИИ способен выявить рак легких с точностью 90%Анализ крови с помощью ИИ способен выявить рак легких с точностью 90%
Корейские учёные предложили встраивать тепловизоры в телефоныКорейские учёные предложили встраивать тепловизоры в телефоны
Учёные впервые с Земли составили температурную карту далёкого астероидаУчёные впервые с Земли составили температурную карту далёкого астероида
Учёные из США и Кореи предложили решение для преобразования отработанного тепла в электричествоУчёные из США и Кореи предложили решение для преобразования отработанного тепла в электричество
Учёные отчитались о поисках материала для выработки электричества из комнатного светаУчёные отчитались о поисках материала для выработки электричества из комнатного света
Новое жилье для украинцев: в Сумской области напечатают дом с помощью 3D-принтераНовое жилье для украинцев: в Сумской области напечатают дом с помощью 3D-принтера
Генетики втрое увеличили урожайность риса и картофеля с помощью простой модификации геновГенетики втрое увеличили урожайность риса и картофеля с помощью простой модификации генов
Последние новости

Подгружаем последние новости