Đột phá ngành năng lượng Mặt Trời sẽ cho phép ta tận dụng nguồn năng lượng khổng lồ "từ trên trời rơi xuống".
kỹ thuật chuyển ánh sáng thành năng lượng quả thật là thành quả to của nhân cái, nhưng đáng buồn là ta chưa tối ưu hóa được nó: đầy đủ 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 lúc thấy xuất hiện kỹ thuật pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng mang thể lên đến 80%.
bề ngoài pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt có bức xạ cực tím.
mẫu mã pin Mặt Trời mới tiêu dùng 1 dãy ống nano carbon làm tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt sở hữu bức xạ cực tím. Đồ vật sẽ đẩy lượng năng lượng đấy dưới dạng ánh sáng mang một 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 trong khoảng 1 vật thể nóng”, kỹ sư Jinichiro Kono tới trong khoảng Đại học Rice giải thích. “Nếu bạn dùng camera hồng ngoại để Quan sát một vật thể sở hữu nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Có được hình ảnh đó là do camera bắt được những photon bị kích thích bởi nhiệt đó”.
Bức xạ hồng ngoại chính là thứ làm ánh nắng Mặt Trời với nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang đãng phổ điện từ của nó cũng như vậy 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 mang 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 sở hữu băng thông rộng, trong khi ấy công nghệ chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả khi nguồn phát với 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 khác biệt nhờ vận dụng một lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ khoa học đã được 1 đội ngũ khác thí điểm năm 2016. Một trong các đặc tính làm cho người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ có thể đi theo một hướng.
tính chất trên gây ra 1 hiệu ứng sở hữu tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện một chiều. Điều này có nghĩa rằng photon nhiệt sẽ với thể đi vào trang bị từ bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở một lối duy nhất.
từ ấy, thời kỳ chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
lực lượng đến trong khoảng Đại học Rice đã chế tác thành công thiết bị chứng minh được định nghĩa trên.
Lớp ống nano carbon mang thể chịu được nhiệt độ lên tới 700 độ C, nhưng đây vẫn chưa phải giới hạn trên của nó: trên lý thuyết, ống nano carbon sở hữu thể hứng chịu nhiệt lên đến 1.600 độ C.
thí 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 sử dụng số ánh sáng ấy, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép phần nhiều lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi mang thể tiếp tục cung cấp điện 1 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 kể.
Nghiên cứu đã được đăng chuyên chở trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét