Новый двигатель позволит дронам летать несколько дней подряд

За последние 15 лет эффективность преобразования тепла в электричество с помощью термовольтаики достигла уровня 23% и больше не поднималась. Но великолепная физическая проницательность позволяла исследователям поднять эту эффективность до 29%. Используя новую конструкцию, теперь ученые планируют достичь эффективности в 50% в ближайшее время, используя новые научные схемы.

Термофотовольтаика — производство электроэнергии от тепла солнечного света. Это сверхлегкое альтернативный источник энергии, который позволяет дронам работать непрерывно в течение нескольких дней. Оно также может быть использовано для питания космических зондов на протяжении веков и в итоге целых домов. Примечательно, что для этого нужен генератор размером с конверт.

Новое открытие основывается на работе, опубликованной в 2011 году, которая показала, что ключом к повышению эффективности солнечных элементов является не поглощение большего количества фотонов света, а их излучения. Поставив зеркало на задней части фотовольтаической клетки, ранее ученым удалось поднять показатели эффективности генератора. В новой работе они смогли увеличить эту цифру еще больше, используя новый материал.

По словам ученых, зеркало создает плотный инфракрасный люминесцентный фотонный газ внутри солнечного элемента. Это явление дает дополнительный ток и повышает мощность устройства. Фактически это решает одну из самых больших проблем в термофотоелектроники: как использовать тепловые фотоны, которые имеют очень мало энергии для производства электричества. Оказывается, зеркало может отражать эти низкоэнергетические частицы, чтобы разогреть тепловой источник, давая второй шанс для создания высокой энергии фотона и генерации электричества. Это явление приводит к повышению эффективности источника до значительных величин.