Очень дешевое термоэлектрическое устройство улавливает ночной холод, вырабатывая электричество для питания светодиода.
Исследование было опубликовано вчера в научном журнале Joule.
«Устройство способно генерировать энергию в ночное время, когда солнечные батареи не работают», — подчеркивает первый автор исследования. Аасват Раман (@aaraman), доцент кафедры материаловедения и инженерии в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе. «Помимо освещения может быть целый ряд применений для выработки электроэнергии в отдаленных местах или в любых районах, где энергия требуется в ночное время».
Ночной палач
Хотя солнечные элементы в настоящее время являются признанным источником энергии в течение дня, системы, которая делала бы то же самое ночью, не существует. Л'солнечная энергия его можно хранить в батареях для использования в отсутствие солнца, но это все равно обходится дорого.
Устройство, разработанное исследователями Рамана и Стэнфордского университета Вэй Ли и Шаньхуэй Фаном, обходит ограничения солнечной энергии. В его основе лежат принципы радиационного охлаждения. (Быстрая ссылка, чтобы понять, что это такое, даже если я кратко объясню это ниже.).
Как это работает?
Когда поверхность, контактирующая с воздухом, передает свое тепло атмосфере, она теряет тепло и в результате этого прохождения приобретает несколько более холодную температуру, чем окружающий воздух.
Это явление можно легко наблюдать: Вы когда-нибудь видели маленькие ледяные кристаллы, которые образуются на лугу? Тот же принцип можно использовать, используя эти температурные проходы для выработки энергии.
Раман и его коллеги впервые испытали свой недорогой генератор на крыше Стэнфорда под холодным декабрьским небом. Генератор состоит из полистирольной поверхности, покрытой алюминием и защищенной небольшим ветровым барьером. Он стоит на столе, расположенном на расстоянии одного метра от земли, и собирает тепло, которое поднимается с крыши на небо. При подключении к преобразователю и белому светодиоду устройство пассивно подает свет. В настоящее время он способен генерировать 25 милливатт энергии на квадратный метр. Немного, но текущие испытания уже совершенствуют систему, получая в 20 раз больше текущей энергии.
Без каких-либо затрат
Вся система может быть собрана с приобретенными или переработанными компонентами, и Раман полагает, что она может иметь также широкое практическое применение для этого.
«Наша работа показывает, сколько возможностей существует для получения энергии за счет радиационного охлаждения, обмена температурой, который происходит ночью», говорит исследователь. «Это идеально дополняющая солнечную технологию: она собирает гораздо меньше энергии, но может работать и тогда, когда нет солнца».
Научные ссылки:
Асват П. Раман, Вэй Ли, Шаньхуэй Фань. Генерация света из тьмы. Джоуль, 2019 год; DOI: 10.1016 / j.joule.2019.08.009
