Đột phá ngành năng lượng Mặt Trời sẽ cho phép ta tận dụng nguồn năng lượng đồ sộ "từ trên trời rơi xuống".
kỹ thuật chuyển ánh sáng thành năng lượng quả thực là thành tựu lớn của nhân dòng, nhưng đáng buồn là ta chưa tối ưu hóa được nó: đa số 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, các nhà nghiên cứu đều giật thột khi thấy xuất hiện khoa học pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng sở hữu thể lên đến 80%.
mẫu mã pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt có bức xạ cực tím.
mẫu mã pin Mặt Trời mới sử dụng 1 dãy ống nano carbon làm cho tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt có bức xạ cực tím. Đồ vật sẽ đẩy lượng năng lượng đấy dưới dạng ánh sáng có 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 sử dụng camera hồng ngoại để Nhìn vào một vật thể có nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Với được hình ảnh đó 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 mang nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang phổ điện trong khoảng 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 căn 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 giải thích thêm: “Vấn đề nằm ở chỗ bức xạ nhiệt lại sở hữu băng thông rộng, khi mà ấy khoa học 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 mang băng thông rộng đi qua 1 cánh cửa hẹp”.
Hệ thống mới khác biệt nhờ ứng dụng 1 lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ công nghệ đã được một nhóm khác thể nghiệm 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 1 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 1 chiều. Điều này với nghĩa rằng photon nhiệt sẽ có thể đi vào trang bị trong khoảng bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở 1 lối độc nhất vô nhị.
trong khoảng đó, công đoạn chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
đội ngũ tới từ Đại học Rice đã chế tạo thành công trang bị 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 ngừng trên của nó: trên lý thuyết, ống nano carbon có thể hứng chịu nhiệt lên tới một.600 độ C.
thử 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 sử dụng số ánh sáng đó, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép đầy đủ lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi sở hữu thể tiếp diễn cung ứng điện một phương pháp hiệu quả. Theo dự đoán ban sơ, hiệu năng hệ thống năng lượng Mặt Trời mới có thể đạt mốc 80%”, nhà nghiên cứu Naik đề cập.
Nghiên cứu đã được đăng chuyển vận trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét