从宇宙的寒冷中发电的装置

太阳能电池板明显的缺点是需要阳光来发电。有些人已经意识到,对于地球上面向太空的设备来说,太空的温度非常低,设备发出的令人毛骨悚然的能量可以用与太阳能利用相同的光电物理方法来收集。最新一期的应用物理快报,从每年出版该公司的目标是提供一种可能的途径来生产类似太阳能电池的电力,但可以在夜间驱动电子设备。

实验红外光电二极管的原理图,它直接从太空的寒冷中产生电力。(图片来源:Masashi Ono)

一个国际研究小组首次证明,在二极管中直接从宇宙的寒冷中产生可测量的电量是可行的。红外线半导体装置面向天空,利用地球和太空之间的温度差异来产生电力。

浩瀚的宇宙是一种热力学资源。就光电物理而言,在接收入射辐射和接收传出辐射之间存在着非常美丽的对称。

范善辉,研究论文作者

与典型的太阳能电池所利用的入射能量相反,负照明效应使得电能在热量离开表面时被吸收。然而,现在的技术并不能有效地在这些负温度差异上捕获能量。

通过将他们的设备朝向太空,那里的温度接近绝对零度,该团队能够通过早期的设计发现足够大的温差来发电。

“目前,我们通过这个实验可以产生的电量远远低于理论极限,”该论文的另一位作者Masashi Ono说。

研究小组了解到,他们的负照明二极管每平方米产生约64纳瓦,即一分钟的电量,但这是一个关键的概念证明,作者可以通过改进他们使用的材料的量子光电特性来加强这一点。欧洲杯足球竞彩

二极管产生电后进行的计算表明,考虑到大气效应,目前的器件理论上可以产生近4 W/m的功率2大约是该团队设备产量的100万倍,足以帮助夜间运转所需的机器。

相比之下,现在的太阳能电池板能产生100到200瓦特/米2

虽然这一结果显示了面向天空的地面设备的潜力,但范说,同样的原理可以应用于回收机器的废热。目前,他和他的团队正专注于提高设备的性能。

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