Đột phá ngành nghề năng lượng Mặt Trời sẽ cho phép ta tận dụng nguồn năng lượng đồ sộ "từ trên trời rơi xuống".
khoa học chuyển ánh sáng thành năng lượng quả thật là thành quả lớn của nhân mẫu, nhưng đáng buồn là ta chưa tối ưu hóa được nó: phần lớn năng lượng bị mất đi dưới dạng nhiệt. Kết quả là hiệu năng của những tấm pin Mặt Trời ta thường thấy chỉ đạt 11-12%.
Hiển nhiên, các nhà nghiên cứu đều giật mình lúc thấy xuất hiện khoa học pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng với thể lên tới 80%.
ngoại hình pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt với bức xạ cực tím.
bề ngoài pin Mặt Trời mới tiêu dùng một dãy ống nano carbon làm cho tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt mang bức xạ cực tím. Thiết bị sẽ đẩy lượng năng lượng đấy dưới dạng ánh sáng với 1 bước sóng khác, có 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 đến trong khoảng Đại học Rice giảng giải. “Nếu bạn tiêu dùng camera hồng ngoại để Quan sát 1 vật thể mang nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Mang được hình ảnh ấy là do camera bắt được những photon bị kích thích bởi nhiệt đó”.
Bức xạ hồng ngoại chính là thứ khiến ánh nắng Mặt Trời mang nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang phổ điện từ 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 diễn tạo điện.
Kỹ sư Gururaj Naik giảng giải thêm: “Vấn đề nằm ở chỗ bức xạ nhiệt lại có băng thông rộng, khi mà ấy kỹ thuật chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả lúc nguồn phát với băng thông hẹp. Khó khăn nằm ở chỗ phải ép photon ánh sáng vốn sở hữu băng thông rộng đi qua một cánh cửa hẹp”.
Hệ thống mới dị biệt nhờ vận dụng 1 lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ khoa học đã được một đội ngũ khác thí điểm năm 2016. 1 Trong những đặc tính khiến cho người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ có thể đi theo 1 hướng.
thuộc tính trên gây ra 1 hiệu ứng mang tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện 1 chiều. Điều này có nghĩa rằng photon nhiệt sẽ với thể đi vào vật dụng trong khoảng bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở một lối độc nhất.
từ đó, thời kỳ chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
lực lượng tới từ Đại học Rice đã chế tác thành công đồ vật chứng minh được định nghĩa trên.
Lớp ống nano carbon có 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 sở hữu thể hứng chịu nhiệt lên tới một.600 độ C.
thí điểm đã thành công bước đầu, hệ thống đã có thể giảm băng thông của photon nhiệt và tạo ra ánh sáng. Bước tiếp theo sẽ là tái dùng số ánh sáng đó, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép hầu hết lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi sở hữu thể tiếp tục cung ứng điện 1 phương pháp hiệu quả. Theo dự báo ban đầu, hiệu năng hệ thống năng lượng Mặt Trời mới với thể đạt mốc 80%”, nhà nghiên cứu Naik đề cập.
Nghiên cứu đã được đăng vận tải trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét