MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
Учёные из университета гражданской авиации Китая разработали крыльевой приёмник для дронов, который позволяет им подзаряжаться от наземного лазера прямо во время полёта. Устройство использует зелёный лазер и совмещает несколько способов преобразования энергии.
Источник изображений: Matter & Light, hothardware.com
Разработку под руководством Хань Цзяньхуа (Han Jianhua) представили в журнале Matter & Light. В основе технологии лежит тандемная архитектура, в которой передний слой представляет собой специализированную перовскитную ячейку, настроенную на улавливание зелёного света с длиной волны около 520 нанометров, а под ним размещён термоэлектрический генератор, преобразующий бросовое тепло оптического элемента в дополнительную электроэнергию. Именно такая двойная структура позволила достичь рекордных значений КПД, недоступных для традиционных одиночных фотоэлементов.
Однако концентрация мощного лазерного излучения на компактном приёмнике неизбежно вызывала критический перегрев до 80–90 °C, угрожавший деградацией перовскита и повреждением конструкции. Для решения этой проблемы команда внедрила в матрицу приёмника нанокристаллы триселенида сурьмы, которые обладают низкой теплопроводностью и создают защитный барьер для чувствительного слоя. Это позволило сохранить не только необходимый перепад температур для работы термоэлектрического генератора, но и увеличить размер зёрен (кристаллитов) перовскита, уменьшив внутренние дефекты и улучшив транспорт электронов.
Инженеры также интегрировали каналы воздушного охлаждения непосредственно в структуру крыла, чтобы поток воздуха во время полёта активно охлаждал заднюю сторону термоэлектрического слоя. Такая конструкция помогла одновременно повысить выработку электроэнергии, снизить аэродинамическое сопротивление и создать дополнительную подъёмную силу. В ходе лабораторных испытаний полностью собранный приёмник обеспечил непрерывное вращение двигателя дрона со скоростью 7820 оборотов в минуту без просадок мощности или признаков перегрева, характерных для неоптимизированных систем.
Несмотря на успех прототипа, внедрение технологии в реальных условиях, как отмечает HotHardware, столкнётся с серьёзными практическими препятствиями, включая необходимость создания надёжных систем автоматического слежения за движущейся целью в условиях турбулентности и облачности. Кроме того, использование высокоэнергетических лучей потребует разработки строгих протоколов безопасности, чтобы исключить риски для дикой природы, пилотируемой авиации и наземного персонала.
Источник:
