Учёные улучшили солнечные батареи без Солнца

Ученые из Массачусетского технологического института протестировали технологию, которая может вырабатывать ток практически из любого источника тепла. Они испытали миниатюрные фотоэлектрические генераторы, которые не нуждаются в солнечном свете.

Это стало результатом опытов по термофотогенераторам (thermophotovoltaic), начатых проводиться в институте несколько лет назад. В этих установках сгорающее топливо до большой температуры нагревает излучатель, который выдает свет, который в свою очередь преобразуется в электричество благодаря имеющейся небольшой солнечной батареи.

Подобные системы были известны давно, но был известен и главный их минус – слишком большое количество энергии в виде теплового излучения пропадало без пользы. Добиться удовлетворительной эффективности можно было, модифицировав излучатель таким образом, чтобы он выдавал больше энергии на низких частотах, которые более подходят для фотоэлектрической ячейки.

Исследователи в новых опытах взяли за основу пластины из вольфрама и кремния, на поверхности этих пластин были нанесены миллиарды углублений нанометровых размеров, в результате чего появились резонаторы, которые позволяли пластине выдавать максимум излучения на одних частотах, подавляя в то же время другие.

Их этих материалов были построены мельчайшие реакторы, топливо (пропан или бутан) и воздух в которые подводились через специальные трубочки. Снаружи с минимальным зазором были размещены фотодиоды. В процессе нагревания реакторы начинали выдавать фотоны, наиболее эффективно воспринимаемые небольшими солнечными батареями.

Авторы проекта уверяют, что такая технология будет выдавать втрое больше тока, чем литиевые батареи равного веса. Дальнейшие разработки ученых будут направлены на увеличение в три раза плотности упаковки энергии в подобных приборах. Микроскопические топливные генераторы найдут свое применение в качестве источника питания для удаленных датчиков или, например, помогут существенно увеличить время работы карманной электроники.