По всему миру солнечная энергия используется очень широко. Батареи, использующие энергию дневного светила, ставят не только на небольшие частные дома, но также и на многоквартирные здания и корпуса промышленных объектов. Тем не менее у таких источников питания есть один, но очень большой минус — они бесполезны ночью. Конечно, можно снабдить солнечные батареи особыми накопителями, которые могут в темное время суток отдавать энергию, накопленную за день, но такие устройства будут довольно дороги. Не так давно ученые из Лос-Анджелеса и Стэнфордского университета смогли осуществить настоящий прорыв и суметь извлечь электроэнергию буквально из ночного воздуха. Как это было сделано? Расскажем ниже.
Как извлекать энергию из холода?
Принцип работы основан на термоэлектрическом эффекте. Если говорить более простым языком, то подразумевается использование двух элементов из различных материалов, имеющих различную температуру. Они тесно прикреплены друг к другу и пока их температура одинакова, разница их потенциалов равна нулю. Однако стоит одному материалу стать теплее или холоднее другого, разница температур здесь переходит в разницу потенциалов двух деталей. Таких образом и удалось получить энергию. Конечно, приборы, основанные на таком эффекте, были и ранее, но их создание обходилось в довольно большие суммы. Этот же генератор был собран буквально «на коленке» из материалов, доступном почти в каждом строительном магазине. Себестоимость же этого изобретения составила всего 30 $.
Устройство использует разницу температуры диска, окрашенного с одной стороны в черный цвет (для лучше теплоотдачи), и довольно прохладного ночного воздуха. Диск, изготовленный из алюминия, соединяется с термоэлектрическим генератором. Потом эта относительно нехитрая конструкция размещается в ящике, сделанном из полистирола и покрытого алюминиевой пленкой. В верхней части ящика имеется специальное окошко, которое пропускает ультрафиолет и ИК-излучение, но не пропускает скопившееся тепло наружу. Кроме того, оно защищает «начинку» прибора от ветра, который может сказаться на результатах эксперимента.
Днем диск нагревался. Ночью, холодный воздух проникал через окно и взаимодействовал с диском. Термогенератор преобразовывал разницу температур в электроэнергию.
Испытания прибора и перспективы
Тестирование устройства проходило в декабре на крыше одного из зданий Стэнфордского университета. В первый месяц зимы даже в солнечной Калифорнии ночной воздух достаточно холоден. Поэтому волноваться о том, опустится ли температура ниже нулевой отметки, что необходимо для эксперимента, не приходилось. К генератору подсоединили не очень мощный светодиод. Когда после относительно теплого дня наступила прохладная ночь, а воздух охладился достаточно сильно, светодиод начал сиять. Исследователи выяснили, что их устройство произвело энергию в 0,8 милливатт. Этого вполне хватало, чтобы светодиод горел достаточно долго без какого-либо дополнительного питания. И это только начало, ведь первый генератор имел очень компактные размеры.
Ученые, создавшие это чудо-устройство, уверены, что в будущем будет возможно изготовить более мощные устройства. В частности, в интервью уже звучала цифра 500 милливатт на 1 м2. Что ж, будем следить за новостями!
Источник: 3a.energy