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实验表明,我们可以从夜空发电

2019-5-9@艾米 0 评论

科学家表示,太空的寒冷温度与地球相对温和的大气层之间形成鲜明对比,这种对比有助于发电:利用与太阳能电池板相同的光电物理学。

与太阳能相比,这将有明显的不同,它可以在夜间工作,这是一种潜在的可再生能源,无论天气如何,都可以全天候持续运行。

太阳能电池板基本上是大型光电二极管,由半导体材料制成的器件,通过激发硅等材料中的电子将来自太阳的光子(光粒子)转换成电能。

在这个实验中,光电二极管“向后”工作:当红外辐射形式的光子(也称为热辐射)离开系统时,就会产生少量的能量。

实验表明,我们可以从夜空发电
该图显示了电流可以进入光电二极管的两个方向。(Santhanam&Fan,Phys.Rev。B,2016)

这样,实验系统利用了研究人员所说的“负照明效应”,即当热量从地球逃逸回太空时,传出辐射的流动。新研究中解释的设置使用面向天空的红外半导体将这种流动转换成电流。

究人员Shanhui Fan说“宇宙的浩瀚是一种热力学资源,就光电物理而言,在收集入射辐射和收集出射辐射之间确实存在非常漂亮的对称性。”

研究人员表示,在这项新的研究中,这种“从天空中收集能量”过程可以产生可测量的电量,尽管目前距离高效到足以为我们的电网做出贡献还有很长的路要走。

在该研究小组的实验中,他们能够每平方米产生64纳瓦的功率。这只是涓涓细流,但却是一个惊人的概念证明。从理论上讲,合适的材料和条件可以产生每平方米4瓦的电量。
当前,这项实验可以产生的功率远远低于理论中的极限值。

实验表明,我们可以从夜空发电

实验红外光电二极管设置示意图。(小野正志)

基于 今天的太阳能电池板每平方米能够产生高达100-200瓦的能量 来看,这显然远远落后。尽管如此,即使是最早的形式,也可能有助于保持低功率设备和机器在夜间运行:毕竟,并非每个可再生能源设备都需要为城市供电。

现在研究人员已经证明这可行,但挑战在于提高实验装置的性能。如果它继续显示出希望,基于该想法可以应用于从机械发出的余热中获取能量。

本文源自 sciencealert ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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