Deneyler kanıtlıyor: gece gökyüzünden elektrik üretebiliriz
Deneyler kanıtlıyor: gece gökyüzünden elektrik üretebiliriz
Bilim adamları, uzayın donma sıcaklığı ile dünyanın nispeten ılıman atmosferi arasında keskin bir kontrast olduğunu söylüyorlar.Bu sıcaklık farkı, güneş panelleriyle aynı fotoelektrik fiziği kullanarak elektrik üretmeye yardımcı oluyor.
Güneş enerjisi ile karşılaştırıldığında, bu tür bir elektrik üretiminin bariz farkı, potansiyel bir yenilenebilir enerji kaynağı olan geceleri çalışabilmesi ve hava durumu ne olursa olsun gece gündüz çalışabilmesidir.
Güneş panelleri temelde büyük ölçekli fotodiyotlardır, silikon gibi malzemelerdeki elektronları uyararak güneşten gelen fotonları (ışık parçacıkları) elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken malzemelerden yapılmış cihazlardır.
Bu deneyde, fotodiyot "tersine" çalışır: kızılötesi radyasyon (termal radyasyon olarak da adlandırılır) şeklindeki fotonlar sistemden ayrılırken, az miktarda elektrik üretilecektir.
Şekil, akımın fotodiyota girebileceği iki yönü gösterir.
Bu şekilde, deneysel sistem, araştırmacıların "negatif aydınlatma etkisi" dediği şeyden, yani ısı dünyadan uzaya geri döndüğünde yayılan radyasyonun akışından yararlanır. Yeni çalışmadaki kurulum, bu akımı elektrik akımına dönüştürmek için gökyüzüne bakan kızılötesi yarı iletkenler kullanıyor.
Profesör Fan Shanhui
Kaliforniya'daki Stanford Üniversitesi'nden bir araştırmacı olan Profesör Shanhui Fan, Uçsuz bucaksız evren muazzam bir termal kaynaktır. Fotoelektrik fiziği söz konusu olduğunda, gelen radyasyonu toplamak ile giden radyasyonu toplamak arasında gerçekten mükemmel bir ilişki vardır. simetri."
Güneş panelleri güneş ışığını yakalayabilir ve aynı zamanda kızılötesi radyasyon şeklindeki fazla ısının uzaya girmesine izin verebilir.
Araştırmacılar, bu yeni çalışmada, bu "gökyüzünde enerji hasadı" sürecinin ölçülebilir elektrik üretebileceğini, ancak şebekemizin yeterli verimlilik gerektirmesi için daha önümüzde uzun bir yol olduğunu söyledi.
Fan'ın ekip deneyinde metrekare başına 64 nanowatt güç üretebildiler. Sadece bir damla olsa da, yine de inanılmaz bir konsept kanıtıdır. Teorik olarak, doğru malzemeler ve koşullar metrekare başına 4 watt'tan daha fazla malzeme ve koşul üretebilir.
Ekipten araştırmacı Masashi Ono, "Şu anda, bu deney yoluyla üretebileceğimiz güç teorik sınırın çok altında." Dedi.
Deneysel kızılötesi fotodiyot kurulumunun şematik diyagramı
Bugünün güneş panellerinin metrekare başına 100-200 watt üretebileceğini düşünüyorsanız, bu kesinlikle çok geride kalıyor. Yine de, en eski formlar bile düşük güçlü cihazların ve makinelerin gece çalışır durumda kalmasına yardımcı olabilir: her yenilenebilir enerji cihazının şehirlere güç sağlaması gerekmez.
Şimdi araştırmacılar bu uygulanabilir çözümü kanıtladılar, ancak asıl zorluk deneysel cihazın performansını iyileştirmektir. Gelişim potansiyeli göstermeye devam ederse, aynı fikir makinelerin yaydığı atık ısıdan enerji elde etmek için de uygulanabilir.
Araştırmacılar yayınladıkları makalelerinde şöyle açıkladılar: Diyotlardan gökyüzüne doğrudan enerji üretimi kavramı, daha önce hiç görülmemiş bir teknolojidir. Araştırma sonuçlarımız, uzayın soğuğunun geceleri enerji hasadı için doğrudan kullanılabileceğini göstermektedir. "
Araştırma, "Applied Physics Letters" da yayınlandı.
