Фотовольтаика без солнца
Фотоэлектрическая энергетика без солнца — это фотоэлектрическая технология, которая не требует солнечного света для производства электроэнергии. [1] Этот метод был разработан исследовательской группой Массачусетского технологического института . [2] Фотоэлектрические элементы наиболее эффективно преобразуют свет в электричество на определенных длинах волн. [3] [4] Поверхностные характеристики фотоэлектрических элементов, не содержащих Солнца, спроектированы таким образом, что они преобразуют тепловую энергию в волны определенной длины. [5] Это повышает эффективность существующих термофотоэлектрических (TPV) систем. [6]
Принцип работы
[ редактировать ]Поверхность этого материала покрыта миллиардами наноразмерных ямок, благодаря чему он излучает волны заданной длины волны. [2] [6] и подавляет другие длины волн, которые не требуются. [6] Когда поверхность подвергается воздействию тепловой энергии, она излучает световую энергию необходимых длин волн. [7] Атомы высвобождают свободные электроны при воздействии излучения, генерируя таким образом электричество. [8]
Разработка
[ редактировать ]Устройство, использующее радиоизотопы , способно производить электричество до 30 лет без перерыва, используя процесс, называемый радиоактивным распадом . [2] Еще одно подобное устройство разработали исследователи из Массачусетского технологического института , использующего бутан в качестве источника топлива . Он имеет размер кнопки и, по оценкам, работает в три раза дольше, чем литий-ионный аккумулятор аналогичного размера. [5] и имеет то преимущество, что заряжается сразу после заправки. [1] Термофотовольтаика — технология, разработанная в 1960-х годах, способная преобразовывать тепловую энергию в электричество. [1] Ранее было известно, что солнечный свет не является абсолютно необходимым для работы фотоэлектрических элементов. [3] Инфракрасное излучение не используется эффективно в фотоэлектрических материалах, которые характеризуются узкой запрещенной зоной . [5] хотя производительность сравнительно лучше, чем у обычных кремниевых фотоэлектрических элементов . [4] Одним из примеров фотогальванических устройств, использующих тепло, является фотоэлектрический диод, который производит электричество из тепла, выделяемого термическим излучателем, работающим на углеводородном топливе. [1] [9]
В фотоэлектрических системах без солнца описанный выше тепловой излучатель точно настроен на излучение определенных длин волн, которые может использовать фотоэлектрический диод, и в то же время блокирует волны, которые не могут использоваться диодом. [4] Это достигается путем травления наноразмерных особенностей, таких как гребни и отверстия на фотонном кристалле. [3] так что свет, проходящий через кристалл, можно изменить. [1]
Операция
[ редактировать ]Плита вольфрама [8] используется в качестве теплового излучателя с миллиардами наноразмерных ямок на поверхности, [1] каждая яма действует как резонатор . [3] При нагревании плита излучает волны определенной длины, создавая измененный спектр излучения . [3]
Приложения
[ редактировать ]Фотогальваника, не содержащая солнца, может применяться в электронных устройствах, таких как смартфоны. Его значение плотности тока может утроиться в ближайшие годы, когда он сможет питать смартфон более 20 дней без необходимости подзарядки между ними. [5] Его также можно использовать для утилизации отходящего тепла от электроприборов, таких как телевизоры , и электронных приборов, таких как мобильные телефоны . [2] [8]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж «Фотовольтаика без солнца. Материалы, созданные так, чтобы при нагревании излучать точно настроенные длины волн света, являются ключом к созданию новой высокоэффективной генерирующей системы» . Массачусетский технологический институт . 28 июля 2011 года . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д «ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ БЕЗ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА» . Новости электроники . Проверено 10 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д и «Фотовольтаика, не содержащая солнца: материалы, созданные для того, чтобы при нагревании излучать точно настроенные длины волн света» . sciencedaily.com . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с «Фотовольтаика без солнца» . nanowerk.com . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Фотовольтаика без солнца» . physorg.com . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с «MIT сообщает о прорыве в фотоэлектрической энергетике на основе тепла» . gizmag.com. 2 августа 2011 года . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ « Фотовольтаика без солнца!» . Crazyengineers.com . Проверено 8 августа 2011 г.
- ^ Jump up to: а б с «Солнечным элементам для производства энергии не нужно солнце, только тепло. Многообещающая новая технология может превратить практически все горячее в источник энергии» . МСН . 2 августа 2011 года . Проверено 10 августа 2011 г. [ мертвая ссылка ]
- ^ Бесплатный генератор электроэнергии
