Сонячне випромінювання серйозно прогріває вдень поверхню Землі та об’єкти на ній, але вночі тепло у значних обсягах випаровується у відкритий космос. Було б непогано використовувати цю енергію для отримання електрики в нічні години і роботи в цьому напрямку ведуться. Свій внесок для майбутнього прориву в галузі електричної генерації в інфрачервоному діапазоні зробили вчені з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW Sydney).
Команда дослідників, включаючи фахівців Центру передового досвіду ARC, використовувала пристрій для вироблення енергії під назвою “терморадіаційний діод”, який схожий на технологію, яка використовується в окулярах нічного бачення. Кількість енергії, отриманої в результаті нових експериментів, невелика і приблизно еквівалентна 0,001% можливостей типового сонячного елемента, але доказ концепції має велике значення.
«Зазвичай ми думаємо про випромінювання світла як щось, що споживає енергію, але в середній інфрачервоній області, де ми всі світимося променистою енергією, ми показали, що можна отримувати електричну енергію, — сказав один із авторів дослідження. — У нас ще немає чудо-матеріалу, який зробить терморадіаційний діод повсякденною реальністю, але ми забезпечили доказ принципу, і нам не терпиться побачити, наскільки ми зможемо покращити цей результат найближчими роками».
Для доказу концепції, що енергія може вироблятися в процесі теплового радіаційного випромінювання від термогенератора з вищою температурою, ніж температура навколишнього середовища, вчені використовували фотодіоди на основі з’єднання HgCdTe (ртуть, кадмій та телур). Були проведені як вимірювання у фотоелектричних та терморадіаційних режимах, так і вжиті теоретичні викладки, включаючи критичні нерадіаційні процеси (класична термодинаміка).
З’ясувалося, що при різниці температур всього 12,5 °C фіксується пікова терморадіаційна щільність електричної потужності 2,26 мВт/м2 для фотодіода, що випромінює близько 4,7 мкм, з оцінкою радіаційної ефективності 1,8 %. Цих даних достатньо, щоб очікувати на досягнення високої радіаційної ефективності напівпровідників середнього інфрачервоного діапазону для реалізації в майбутньому терморадіаційної генерації енергії, але в цьому напрямку ще працювати і працювати.
Джерело: excitonscience.com
