В России изобретён новый альтернативный источник энергии - звёздная батарея. Звёздная батарея способна функционировать при практическом отсутствии солнечного света и улавливает все спектры света, включая инфракрасное и ультрафиолетовое излучения.
При преобразовании видимого света в электричество эффективность нового устройства составляет 54 процента, инфракрасного излучения - 31 процент. При этом в "звёздной батарее" фототок в четыре раза выше, чем в солнечной, а её масса на один ватт практически в 1000 раз меньше, что чрезвычайно важно для кардинального снижения площади, занимаемой солнечными батареями. Потребная площадь поверхности для размещения комплекса звёздных батарей, равных по мощности комплексу батарей с фотоэлементами классического типа, применяемых везде в мире, меньше почти в сто раз.
Этот прорыв в области энергетики, осуществлённый в 2018 году, стал возможным благодаря тому, что российскими учёными найден способ объединять на одной частоте поглащаемые новым гетероэлектриком электромагнитные волны всех спектральных составляющих света, имеющих разные длины волн.
Двумя основными элементами этого устройства являются гетероэлектрический конденсатор и гетероэлектрический фотоэлемент. Установленный в батарее гетероэлектрический конденсатор, являющийся по существу накопителем энергии, чрезвычайно компактен - его объём составляет всего 180 кубических сантиметров при ёмкости 0,11 Фарады. Эффективность аккумуляции потока фотонов и их преобразования в электронный поток, то есть в электричество, неслыханно высока. КПД применяемого в "звёздной батарее" гетероэлектрического фотоэлемента составляет 90%. И это при том, что КПД современных классических фотоэлементов последнего поколения не превышает 20%.
Звёздная батарея работает на совершенно новом принципе, открытым российскими учёными - явлении суперкогерентности. Явление заключается в том, что при воздействии электромагнитным полем на материал, в который введены наночастицы нескольких других материалов (так называемой "затравки") возникает изменение свойств этого материала. С учётом важности этого изобретения было принято решение на базе НЦеПИ, где и произошло открытие, создать отдельное подразделение по организации практической эксплуатации гетероэлектриков с параллельным созданием теоретической модели их работы. Уже в самой ближайшей перспективе это позволит создавать гетероэлектрики практически с любыми заданными свойствами.
Помимо основного направления эксплуатации открытия - получения дешёвого в производстве электричества надёжным, экологически чистым и безопасным способом, и не только для космоса, уже сегодня разрабатываются ещё несколько сфер применения открытого принципа суперкогерентности. В частности, сегодня уже проходят завершающую стадию испытания оборудование в сфере защиты от радиации и термозащиты и уже закончена разработка и прошли сертификацию опытные образцы оборудования в сфере создания лазеров нового типа и нового поколения.
Кроме того, на основе гетероэлектриков были созданы разные виды стёкол с рекордной способностью преломления света, которые могут решать задачи защиты от радиации и пожаров, они обещают найти широкое применение в сферах строительства жилого и промышленного предназначения и конструкции технологических зданий и сооружений.
Удобным практическим применением в быту послужат и мощные аккумуляторные батареи, составленные из гетероэлектрических конденсаторов. Так, одна батарея, составленная из 10 таких конденсаторов - цилиндров диаметром всего 10 миллиметров и высотой 60 миллиметров, составят ёмкость в 0,10 Фарад и будет весить не больше нескольких десятков граммов. Для сравнения - вся наша планета может вместить примерно 2 Фарада.
При помощи гетероэлектрика было получено лазерное излучение нового вида, на основе которого был создан уникальный, не имеющий аналогов в мире, безрезонаторный нанолазер повышенной компактности. И он, помимо своего прямого назначения - применения в военной и космической технике, призван послужить значительному толчку в развитии электронной техники и физики и, несомненно, найдёт своё применение и в бытовой жизни людей и общества.
В целом же было разработано около тридцати изобретений, связанных с новыми гетероэлектриками, львиная доля которых не имеет аналогов в мире. Большинству практических разработок и технологии создания гетероэлектриков присвоены соответствующие грифы секретности.
04.10.2019.
