Dar vienas švarios energijos šaltinis
Jungtinių Valstijų mokslininkai pasiūlė būdą, kaip panaudoti dar vieną atsinaujinančios energijos šaltinį – Žemės infraraudonąją spinduliuotę (IR).
Harvardo inžinerinių ir taikomųjų mokslų mokyklos (SEAS) fizikai pasiūlė praktinį būdą, kaip dar efektyviau išnaudoti saulės energijos, kuri šildo mūsų planetą, potencialą. Jų siūlomas įrenginys IR energiją verčia elektra.
Mūsų planetos paviršiaus ir ją supančios kosminės erdvės, į kurią išspinduliuojama Saulės šildomos Žemės infraraudonojo spektro energija, temperatūrų skirtumas yra milžiniškas. Naujausi technologijų raidos pasiekimai leidžia šį temperatūrų skirtumą paversti nuolatine elektros srove. Pasak mokslininkų, iš esmės Žemės IR yra milžiniškas nepanaudotos energijos šaltinis, kurį galima pasitelkti elektros energijai generuoti.
„Iš pirmo žvilgsnio tai skamba keistai: gaminti energiją spinduliuojant šilumą į kosmosą, tačiau mūsų prietaisas veikia būtent taip, – aiškina SEAS fizikas Federico Capasso. – Mūsų sukurtas įrenginys yra tarpinė grandis IR kelyje į kosmosą ir dalį jos verčia elektros energija.“
Naujo tipo generatoriai
Pranešama, kad F. Capasso vadovaujama tyrėjų grupė siūlo generatorius, naudojančius Žemės spinduliuojamą IR energiją. Vienas iš jų yra makrodydžio ir veikia kaip saulės kolektorius, o antrasis yra nanoįrenginys, kurį galima naudoti kaip įprastinį saulės fotoelementą. Šie įrenginiai naudoja vidurinį IR spinduliuotės diapazoną, kuris iki kvantinio kaskadinio lazerio išradimo nebuvo patraukęs fizikų dėmesio. F. Capasso siūlo naudoti tokio IR spektro energiją naujo tipo fotoelektriniuose skydeliuose, kurie gamina elektrą ne sugerdami saulės šviesos bangas, o spinduliuodami IR.
Nors iš pirmo žvilgsnio tai atrodo absurdiška, skaičiavimai liudija, kad IR spinduliuojantys fotoelementai iš tikrųjų generuoja srovę. Toks generatorius susideda iš dviejų dalių: viena jo plokštė nukreipta į žemę ir sugeria IR spinduliuotę, o kita, pagaminta iš efektyviai šilumą atiduodančios medžiagos, nukreipta į viršų. Elektra gaminama dėl temperatūrų skirtumo.
JAV fizikų skaičiavimai rodo, kad temperatūrų skirtumas tokio tipo generatoriams leidžia generuoti kelių vatų viename kvadratiniame metre elektrinę galią. Saulėtą dieną santykinė saulės energijos galia gali siekti iki 1 400 W viename kvadratiniame metre, tačiau šiuolaikinės saulės jėgainės elektra gali paversti tik 10–20 proc. viso šios energijos kiekio, ir tai tik dieną. O F. Capasso ir jo kolegų išradimas leidžia generuoti srovę ir dieną, ir naktį, be to, tokie generatoriai neprivalo būti nukreipti į saulę.
Skelbiama, kad siūlomus generatorius galima pagaminti pasinaudojant naujausiais plazmonikos, mikroelektronikos ir naujų medžiagų, įskaitant grafeną, kūrimo pasiekimus. Taigi, ateityje tokios energijos generavimo sistemos leistų tiesiogine to žodžio prasme sugerti energiją iš jų aplinkos.
