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
Впервые в истории человеку пересадили две свиные почкиВпервые в истории человеку пересадили две свиные почки
META представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИMETA представила универсальную нейросеть, самостоятельно распознающую фото, аудио и видео: новая веха в истории ИИ
Видеокарты NVIDIA позволили моделировать поведение живой клетки из миллиардов атомовВидеокарты NVIDIA позволили моделировать поведение живой клетки из миллиардов атомов
Японцы проложили самый длинный в мире сегмент сверхпроводящего силового кабеляЯпонцы проложили самый длинный в мире сегмент сверхпроводящего силового кабеля
Meta представила суперкомпьютер на 6080 ускорителях NVIDIA A100 — он научит ИИ думать как человекMeta представила суперкомпьютер на 6080 ускорителях NVIDIA A100 — он научит ИИ думать как человек
Блок рекламы


Похожие новости

В ВОЗ предупредили о новых штаммах коронавируса, которые опаснее "Омикрона"В ВОЗ предупредили о новых штаммах коронавируса, которые опаснее "Омикрона"
Учёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поляУчёные «закрутили» магнит и наблюдали удивительную структуру магнитного поля
Физики попытались переопределить энергию с помощью энтропии и объяснить чёрные дырыФизики попытались переопределить энергию с помощью энтропии и объяснить чёрные дыры
А я милого узнаю по походке: британские учёные предложили новый способ идентификации владельцев смартфоновА я милого узнаю по походке: британские учёные предложили новый способ идентификации владельцев смартфонов
Учёные создали технологию, переводящую инфракрасное излучение в видимый диапазонУчёные создали технологию, переводящую инфракрасное излучение в видимый диапазон
Настоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратилНастоящая революция в энергетике: термоядерный реактор впервые добыл больше энергии, чем затратил
Немецкие учёные придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждомуНемецкие учёные придумали, как сделать 3D-печать с наноразмерной точностью доступной каждому
Учёные установили, что находится под поверхностью Марса в районе аппарата InSightУчёные установили, что находится под поверхностью Марса в районе аппарата InSight
Водород станет основным источником энергии для Южной Кореи к 2050 годуВодород станет основным источником энергии для Южной Кореи к 2050 году
Аккумуляторы на базе магния смогут хранить в два раза больше энергии, чем литиевыеАккумуляторы на базе магния смогут хранить в два раза больше энергии, чем литиевые
Последние новости

Подгружаем последние новости