№ 3

Сентябрь/2022

Russian Traveler 03/2022

Ученые совершили прорыв в производстве «ночной» солнечной энергии

Фото: UNSW

Снимок команды UNSW, снятый инфракрасной камерой

До использования ее в промышленных масштабах очень далеко, но это важная веха.

Исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) сообщили о крупном прорыве в производстве так называемой «ночной» солнечной энергии. Этот процесс ранее рассматривался только теоретически.

Команда из Школы фотоэлектрической и возобновляемой энергии UNSW вырабатывала электричество из тепла, излучаемого в виде инфракрасного света. Такая механика имитирует ту же систему, с помощью которой планета охлаждается, излучая тепло в космос ночью.

Используя полупроводниковое устройство, известное как терморадиационный диод (похожий состав материала содержится в очках ночного видения), команда смогла сгенерировать небольшое количество энергии из инфракрасного света. Впрочем, количество энергии оказалось примерно в 100 тысяч раз меньше, чем мощности, производимые современными обычными солнечными панелями.

Это кажется незначительным достижением, но исследовательская группа считает, что такой результат – только начало.

«Мы однозначно продемонстрировали электрическую мощность терморадиационного диода. Теоретически эта технология может в конечном итоге производить десятую часть мощности солнечных элементов», – Нед Экинс-Даукс, ведущий автор разработки.

По словам ученого, по сути их технология все же относится к солнечной энергетике. В течение дня наша Звезда нагревает Землю, а ночью эта энергия излучается обратно в космос в виде инфракрасного света, но теперь ее можно сохранить с помощью терморадиационного диода.

«Фотоэлектричество, прямое преобразование солнечного света в электричество, – это искусственный процесс, разработанный людьми для преобразования солнечной энергии в электроэнергию. В этом смысле терморадиационный процесс аналогичен: мы перенаправляем энергию, текущую в инфракрасном диапазоне, от теплой Земли в холодную Вселенную.

Подобно тому, как солнечный элемент может генерировать электричество, поглощая солнечный свет, испускаемый очень горячим Солнцем, терморадиационный диод вырабатывает электричество, излучая инфракрасный свет в более холодную среду. В обоих случаях разница температур – это то, что позволяет нам генерировать электричество», – говорит соавтор исследования Фиби Пирс.

Фото: UNSW
Тепловизионная камера фиксирует, сколько тепла исходит от площади рядом с Сиднейским оперным театром

Исследователи считают, что этот прорыв может стать началом долгого пути к устройствам, которые однажды смогут улавливать энергию в гораздо большем масштабе, чем получилось сейчас.

Экинс-Даукс сравнил эту работу с исследованием, проведенным инженерами Bell Labs в 1954 году, которые продемонстрировали первый практический кремниевый солнечный элемент. Эффективность этой ячейки составляла всего 2%, в то время как современные батареи способны преобразовывать около 23% получаемого солнечного света в электричество.