Излишки выделяемого заводами тепла могут превратить в полезную энергию

Пoкaзaнный нa изoбрaжeнии нижe тeрмичeский мeтaмaтeриaл спoсoбeн сдeлaть вoзмoжным тeрмoфoтoэлeктричeскиe дeвaйсы, кoтoрыe гeнeрируют элeктричeствo изо тeплoвoгo излучeния. Тaким образом, энергия, которая в ту же минуту теряется, может быть повторно использована человеческой цивилизацией. Международная исследовательская банда использовала «термический метаматериал» для контроля за выделением излучения через высоких температур, что даст возможность девайсам с полной отдачей «собирать урожай» того тепла, которое выделяют от свои трубы заводы и электростанции. Результаты проведенного исследования были опубликованы перед в этом году в журнале Nature Communications. Работа проводилась учеными с США, Германии и Канады. Основная идея состоит в томишко, чтобы научиться контролировать процесс выделения тепла подле высоких температурах, что никогда не делалось вперед. Термический метаматериал — нанослои вольфрама и оксида гафния — были использованы во (избежание подавления выделения одной части спектра и усиления отделения другой. Метаматериалы являются композитными решениями, содержащими функции, образцы и круги, такие как маленькие наноантенны, обеспечивающие не удобопонятный ранее контроль над световым излучением. Разработки метаматериалов велись ориентировочно 15 лет. Для их производства необходима высокая справедливость, измеряемая в нанометрах. Возможность управления инфракрасным тепловым излучением подле температурах на уровне 1000 °С открывает чтобы исследований новые возможности. Технология, которая использовалась исследователями ради подтверждения своих предположений, фундаментально отличается от подходов, применяемых об эту пору в термальной инженерии. Основной принцип работы фотоэлектрической ячейки состоит в часть, что полупроводниковый материал подсвечивается светом, заставляя электроны двигаться с одного энергетического уровня на другой. Электроны в полупроводнике формируют валентную зону быть том, что материал остается темным. Но воздействующий получи и распишись материал яркий свет заставляет электроны впитывать энергию, собирая ее с зоны высокой энергии, называемой зоной проводимости. Земля между двумя этими зонами, где электроны отсутствуют, называется бандгап. Делать нечего предотвратить выделение тепла ниже бандгапа и усилить тепловыделение перед этим бандгапа, что и было проделано исследователями. Ими использовался топологический превращение, который ранее не применялся для усиления возможно ли подавления выделения тепла. Исследования, которые могут непременничать проведены в будущем, станут включать в себя работу по-над преобразованием излучения от термического метаматериала в электронно-дырочные туман в полупроводниковом материале, что является важнейшим шагом в дальнейшей разработке данной технологии. Термофотоэлектрическия методика может быть готова к коммерциализации в течение семи полет, отмечает Зубин Якоб.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *