Đột phá ngành nghề 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 thật là thành tựu to của nhân loại, 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 những tấm pin Mặt Trời ta thường thấy chỉ đạt 11-12%.
Hiển nhiên, những nhà nghiên cứu đều giật thột lúc thấy xuất hiện khoa học pin Mặt Trời mới cho phép nâng hiệu năng có thể lên đến 80%.
bề ngoài pin Mặt trời mới bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng những photon nhiệt mang bức xạ cực tím.
mẫu mã pin Mặt Trời mới dùng một dãy ống nano carbon khiến tường chắn, bắt lấy nhiệt phân tán dưới dạng các photon nhiệt có bức xạ cực tím. Trang bị sẽ đẩy lượng năng lượng đó dưới dạng ánh sáng sở hữu một bước sóng khác, mang 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 đến từ Đại học Rice giải thích. “Nếu bạn dùng camera hồng ngoại để Quan sát 1 vật thể mang nhiệt độ cao, bạn sẽ thấy nó hửng sáng. Sở hữu được hình ảnh ấy là do camera bắt được các photon bị kích thích bởi nhiệt đó”.
Bức xạ hồng ngoại chính là thứ làm cho ánh nắng Mặt Trời với nhiệt. Hiển nhiên là nó vô hình trước mắt thường, nhưng quang đãng 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 với băng thông rộng, trong khi đấy khoa học chuyển đổi ánh sáng thành điện năng lại chỉ hiệu quả khi nguồn phát có băng thông hẹp. Khó khăn nằm ở chỗ phải ép photon ánh sáng vốn với băng thông rộng đi qua 1 cánh cửa hẹp”.
Hệ thống mới khác biệt nhờ áp dụng 1 lớp ống nano carbon cực mỏng, thứ kỹ thuật đã được một lực lượng khác thử nghiệm năm 2016. Một trong những đặc tính khiến cho người ta đặt niềm tin vào ống nano carbon là electron bên trong ống chỉ mang thể đi theo một hướng.
tính chất trên gây ra 1 hiệu ứng với tên phân tán song khúc (hyberbolic dispersion), lớp phim nano carbon mỏng sẽ đóng vai trò dẫn điện một chiều. Điều này mang nghĩa rằng photon nhiệt sẽ sở hữu thể đi vào thiết bị trong khoảng bất cứ hướng nào, nhưng chỉ thoát ra được ở một lối độc nhất vô nhị.
trong khoảng đấy, quá trình chuyển biến nhiệt hành ánh sáng, rồi từ ánh sáng lại được chuyển hóa thành điện năng.
nhóm tới từ Đại học Rice đã chế tác 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 giới hạn 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 tiêu dùng số ánh sáng ấy, chuyển hóa thành điện năng.
“Bằng viết ép gần như lượng nhiệt năng thừa thành ánh sáng, chúng tôi có thể tiếp tục sản xuất điện 1 phương pháp hiệu quả. Theo dự báo ban sơ, 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 chuyển trên ACS Photonics.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét