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一種新型“太陽能”電池即使在夜間也能發電

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傳統的太陽能技術吸收陽光以降低電壓。 奇怪的是,一些材料能夠向相反的方向移動,通過向寒冷的夜空輻射熱量來產生能量。 來自澳大利亞的一組工程師在實踐中證明了這一理論,他們使用夜視鏡中常用的技術來發電。

到目前為止,該原型機僅產生少量電力,不太可能成為具有競爭力的可再生能源,但結合現有的光伏技術,它可以利用太陽能電池提供的少量能量在長時間、高溫後冷卻上班的一天。

有了新型“太陽能”電池,我們即使在晚上也能發電

新南威爾士大學物理學家 Phoebe Pearce 說:“光電是將陽光直接轉化為電能,是人類開發的一種將太陽能轉化為電能的人工過程。” “從這個意義上說,熱輻射過程是類似的:我們將紅外範圍內的能量從溫暖的地球轉移到寒冷的宇宙。” 通過迫使任何材料中的原子隨熱振盪,您可以使它們的電子以紅外光的形式產生電磁輻射的低能量脈衝。 不管這個電子閃爍多麼微弱,它仍然能夠啟動一個緩慢的電流。 為此,只需要一個稱為二極管的單向電子交通燈。 由正確的元素組合製成的二極管可以移動電子,同時將其熱量緩慢地釋放到較冷的環境中。

在這種情況下,二極管由碲化鎘汞製成(碲化鎘汞 (MCT))。 MCT 已用於檢測紅外光的設備中,它吸收中紅外和遠紅外光並將其轉換為電流的能力已得到充分研究。 尚不完全清楚的是如何將這種特殊技巧有效地用作實際電源。

當加熱到大約 20°C 時,測試的其中一個 MCT 光伏探測器產生的功率密度為每平方米 2,26 毫升。 當然,這還不足以為早晨的咖啡煮一壺水。 您可能需要足夠的 MCT 面板來覆蓋幾個城市街區才能完成這項小任務。 但這並不是重點,因為在該領域談論真正的結果還為時過早,而且該技術在未來有進一步發展的潛力。

有了新型“太陽能”電池,我們即使在晚上也能發電

“目前,熱輻射二極管的演示功率非常低。 挑戰之一實際上是檢測它,”首席研究員 Ned Ekins-Dowkes 說。 但理論上說,這項技術最終可以產生大約 1/10 的太陽能電池功率。 有了這種效率,將 MCT 二極管編織到典型的光伏網絡中可能是值得的,這樣它們就可以在太陽下山後長時間為電池充電。

需要明確的是,使用冷卻行星作為低能輻射源的想法在一段時間內引起了工程師們的興趣。 不同的方法顯示出不同的結果,都有各自的成本和收益。 然而,通過測試每種方法的極限並微調它們吸收更多紅外線的能力,我們可以開發出一套能夠從幾乎任何類型的廢熱中榨取每一滴能量的技術。

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