Новости Hardware

Учёные в 100 раз повысили выработку энергии из «мусорного» тепла с помощью новых оптических антенн

Группа учёных из Университета Колорадо в Боулдере разработала новый элемент для выработки энергии из рассеиваемого тепла, которое просто улетело бы в пространство. Новая разработка оказалась в 100 раз лучше предыдущих подобных устройств, но для коммерческих целей КПД элемента необходимо повысить ещё в 100 или 1000 раз.

Оптическая ректенна для выработки электричества из тепла на изображении со сканирующего электронного микроскопа. Источник изображения:

Оптическая ректенна для выработки электричества из тепла на изображении со сканирующего электронного микроскопа. Источник: Moddel Lab

Вырабатывать электричество из внешнего электромагнитного поля (радиочастотного излучения) могут так называемые выпрямляющие антенны или ректенны (rectifying antenna). Учёные создали ректенну для получения электричества из тепла. В издании Nature Communications исследователи рассказали об элементе, основанном на туннельном эффекте. Задача была поставлена таким образом, что для сбора энергии из тепла требовался как можно меньший по размерам элемент, но необходимо было решить проблему роста сопротивления по мере уменьшения элементов.

Туннельный эффект, которого учёные добились на элементе, фактически означает нулевое сопротивление перехода электрона и резкое повышение уровня выработки. Получить такой эффект исследователи смогли после того, как между контактами перехода создали зазор между двух слоёв диэлектрика — так называемую квантовую яму. Подбор зазора и толщины диэлектриков был такой, что электрон туннелировал с одного контакта на другой, как бы проходя сквозь стену.

Ученые протестировали массив из более чем 250 000 ректенн в форме бабочек, сделанных из никеля, оксида никеля, оксида алюминия, хрома и золота, каждая из которых была примерно 11 нм в длину и 6 нм в ширину. Было обнаружено, что массив показал эффективность преобразования в 100–1000 раз больше, чем предыдущие оптические ректенны.

Несмотря на высокие относительные показатели, КПД массива оказался на уровне 0,001 %. «Нам еще предстоит пройти долгий путь, — сказала автор исследования Амина Белкади (Amina Belkadi). — Возможно, мы сможем повысить эффективность преобразования еще в 1000 раз. При эффективности преобразования от 1 до 2 %, учитывая огромное количество энергии, теряемой в виде отработанного тепла, люди начнут развешивать такие ректенны по стенам».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Недавнее обновление Windows 10 может вызвать проблемы с сетевой печатью 4 ч.
Новая статья: Twelve Minutes — голова в петле, ужин на столе. Рецензия 4 ч.
Видео: безуспешные попытки подготовить человечество к нависшей угрозе в сюжетном трейлере ELEX II 5 ч.
SpongeBob SquarePants: The Cosmic Shake предложит отправиться в миры грёз, чтобы спасти вселенную 5 ч.
PayPal запустила транзакции с криптовалютами в Великобритании — прежде они были доступны только в США 5 ч.
THQ Nordic анонсировала Jagged Alliance 3 — за разработку отвечают создатели Surviving Mars 6 ч.
Культовый экшен Outcast получит полноценное продолжение спустя более чем 20 лет после релиза 6 ч.
Ремейк Destroy All Humans! 2 выйдет в 2022 году только на ПК и консолях нового поколения 6 ч.
Google добавил функцию защиты конфиденциальности из Android 11 в старые версии ОС 6 ч.
Видео: пустынные красоты мира и «яичные» апгрейды в новом ролике Sable 7 ч.
Microsoft и Seagate выпустят более доступный внешний SSD для Xbox Series X и Series S 7 ч.
Toshiba представила первые потребительские жёсткие диски с технологией FC-MAMR — их объём достигает 18 Тбайт 8 ч.
Cerebras предлагает облачный доступ к суперпроцессору Wafer-Scale Engine AI System — 850 тыс. ядер за $60 тыс. в месяц 9 ч.
Мировой рынок телеком-оборудования показал рост пятый квартал подряд 10 ч.
Infineon открыла в Австрии завод по производству чипов за 1,6 млрд евро 10 ч.
Недорогой игровой смартфон iQOO Z5 получит чип Snapdragon 778G и батарею на 5000 мА·ч 10 ч.
Южная Корея достигла рекордных показателей экспорта электроники, несмотря на дефицит 11 ч.
Человекоподобный робот Digit будет работать на складах вместе с людьми 11 ч.
Samsung скоро выпустит недорогой планшет Galaxy Tab A8 — новинка показалась на изображениях 11 ч.
ADLINK представила встраиваемый модуль COM-HPC на чипе Ampere Altra с 80 ядрами 11 ч.