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 tình là thành tựu 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 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 sở hữu thể lên đến 80%.
thiết kế pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt có bức xạ cực tím.
ngoài mặt pin Mặt Trời mới sử dụng một dãy ống nano carbon làm cho tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt với bức xạ cực tím. Thiết bị sẽ đẩy lượng năng lượng đấy dưới dạng ánh sáng có một bước sóng khác, sở hữu 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 tới từ Đại học Rice giải thích. “Nếu bạn tiêu dùng camera hồng ngoại để Nhìn vào một vật thể mang nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Có được hình ảnh đấy 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 có nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang đãng phổ điện trong khoảng 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 giải thích thêm: “Vấn đề nằm ở chỗ bức xạ nhiệt lại có băng thông rộng, khi mà đó kỹ thuật chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả khi nguồn phát sở hữu băng thông hẹp. Cạnh tranh 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 áp dụng 1 lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ công nghệ đã được một đội ngũ khác thử nghiệm năm 2016. Một trong các đặc tính làm người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ mang thể đi theo 1 hướng.
tính chất trên gây ra một hiệu ứng mang tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện một chiều. Điều này sở hữu nghĩa rằng photon nhiệt sẽ mang thể đi vào vật dụng trong khoảng bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở 1 lối độc nhất vô nhị.
từ ấy, giai đoạn chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi trong khoảng ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
hàng ngũ tới trong khoảng Đại học Rice đã chế tạo thành công thiết bị chứng minh được định nghĩa trên.
Lớp ống nano carbon sở hữu 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 có thể hứng chịu nhiệt lên đến một.600 độ C.
thể nghiệm đã thành công bước đầu, hệ thống đã sở hữu thể giảm băng thông của photon nhiệt và tạo ra ánh sáng. Bước tiếp theo sẽ là tái dùng số ánh sáng ấy, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép hồ hết lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi mang thể tiếp tục cung ứng điện một phương pháp hiệu quả. Theo dự báo ban đầu, 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 tải trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét