Ноу-хау заключается в специальном материале фотоэлементов, который преобразует тепло в световые волны, имеющие строго определенную длину, наиболее подходящую для выработки электричества. Это делает батарею намного более эффективной, чем предыдущие разработки.
Секрет материала – в миллиардах наноразмерных впадин, покрывающих его поверхность. При поглощении материалом тепла – не важно, от какого источника оно исходит, – нановпадины отражают энергию на расчетных длинах волн.
Идея напрямую превращать тепло в электроэнергию при помощи термофотоэлектрических преобразователей (thermophotovoltaics, TPV) не новая, но большая часть тепловой энергии не поглощалась и рассеивалась. Исследователи из Массачусетского технологического института впервые применили покрытие ячеек со структурой, излучающей только на тех волнах, которые могут быть поглощены и преобразованы в электричество.
По этой технологии ученые сделали генератор размером с пуговицу, работающий на бутане. Генератор проработал вдвое дольше литий-ионного аккумулятора такой же массы. Другое устройство работает на тепле от распада радиоизотопов и может генерировать электроэнергию в течение 30 лет без дозаправки и обслуживания. Это идеальный источник энергии для космических кораблей, отправляющихся к границам Солнечной системы.
По данным Энергетической информационной администрации при министерстве энергетики США, 92% энергии, которая используется в мире, получается при преобразовании тепловой энергии в механическую, которая после этого часто преобразуется в электрическую, например, при вращении турбин генератора. Однако механические системы имеют низкий КПД и не могут быть уменьшены до таких размеров, чтобы их можно было встроить в устройства типа смартфонов или медицинских датчиков.
Главные темы