Đột phá lĩnh vực năng lượng Mặt Trời sẽ cho phép ta tận dụng nguồn năng lượng đồ sộ "từ trên trời rơi xuống".
công nghệ chuyển ánh sáng thành năng lượng quả thực là thành quả to của nhân loại, nhưng đáng buồn là ta chưa tối ưu hóa được nó: phần nhiều năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt. Kết quả là hiệu năng của các tấm pin Mặt Trời ta thường thấy chỉ đạt 11-12%.
Hiển nhiên, những nhà nghiên cứu đều giật thột khi thấy xuất hiện khoa học pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng mang thể lên tới 80%.
bề ngoài pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt với bức xạ cực tím.
mẫu mã pin Mặt Trời mới tiêu dùng 1 dãy ống nano carbon khiến tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt có bức xạ cực tím. Đồ vật sẽ đẩy lượng năng lượng đó dưới dạng ánh sáng với 1 bước sóng khác, với thể được “tái chế” thành điện.
“Các hạt photon nhiệt vẫn là photon thôi, chỉ khác ở chỗ nó phát ra từ 1 vật thể nóng”, kỹ sư Jinichiro Kono đến trong khoảng Đại học Rice giảng giải. “Nếu bạn tiêu dùng camera hồng ngoại để Quan sát một vật thể mang nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Có được hình ảnh ấy là do camera bắt được các photon bị kích thích bởi nhiệt đó”.
Bức xạ hồng ngoại chính là thứ làm ánh nắng Mặt Trời sở hữu nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang quẻ phổ điện trong khoảng của nó cũng tương tự sóng vô tuyến hay tia X vậy. Bếp gas, lửa trại hay thậm chí con mèo đang nằm trên đùi bạn cũng phát ra bức xạ hồng ngoại.
Về cơ bản, bất cứ thứ gì tỏa nhiệt sẽ phát ra bức xạ hồng ngoại.
Đây là lớp ống nano carbon sở hữu khả năng giữ photon nhiệt và giảm băng thông của chúng, biến chúng thành ánh sáng để tiếp tục tạo điện.
Kỹ sư Gururaj Naik giảng giải thêm: “Vấn đề nằm ở chỗ bức xạ nhiệt lại với băng thông rộng, khi mà đó công nghệ chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả lúc nguồn phát sở hữu băng thông hẹp. Khó khăn nằm ở chỗ phải ép photon ánh sáng vốn có băng thông rộng đi qua một cánh cửa hẹp”.
Hệ thống mới dị biệt nhờ ứng dụng một lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ công nghệ đã được một đội ngũ khác thí nghiệm năm 2016. 1 Trong các đặc tính khiến người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ với thể đi theo một hướng.
tính chất trên gây ra 1 hiệu ứng với tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện 1 chiều. Điều này sở hữu nghĩa rằng photon nhiệt sẽ có thể đi vào trang bị từ bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở 1 lối duy nhất.
trong khoảng đấy, thời kỳ chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
hàng ngũ tới trong khoảng Đại học Rice đã chế tạo thành công vật dụng chứng minh được định nghĩa trên.
Lớp ống nano carbon với thể chịu được nhiệt độ lên đến 700 độ C, nhưng đây vẫn chưa phải dừng trên của nó: trên lý thuyết, ống nano carbon có thể hứng chịu nhiệt lên đến 1.600 độ C.
thể nghiệm đã thành công bước đầu, hệ thống đã mang thể giảm băng thông của photon nhiệt và tạo ra ánh sáng. Bước tiếp theo sẽ là tái tiêu dùng số ánh sáng đấy, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép toàn bộ lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi có thể tiếp tục cung cấp điện một bí quyết hiệu quả. Theo dự báo ban sơ, hiệu năng hệ thống năng lượng Mặt Trời mới sở hữu thể đạt mốc 80%”, nhà nghiên cứu Naik đề cập.
Nghiên cứu đã được đăng chuyên chở trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét