MY.UAНовости
Квантовая технология превращает тепло в электричество с помощью света: эффективность 60%
Квантовая технология превращает тепло в электричество с помощью света: эффективность 60%

Квантовая технология превращает тепло в электричество с помощью света: эффективность 60%

В системах TES тепловой излучатель улавливает тепло и преобразует его в электромагнитное излучение, которое затем используется фотоэлектрическим элементом для выработки электроэнергии.

Исследователи из Университета Райса разработали высокоэффективный тепловой излучатель, который может способствовать разработке практичных и масштабируемых систем TES. Он нагревается и преобразует тепло в электромагнитное излучение, которое затем улавливается фотоэлектрическим элементом для выработки электроэнергии, сообщает interestingengineering.com.

Батареи неидеальны: они сделаны из редких минералов, добыча которых провоцирует выбросы СО2; также они выделяют вредные химические вещества в окружающую среду и имеют ограниченный срок службы. Что касается хранения энергии, то, ученые ищут более экологичное и чистое решение, чем аккумуляторы. Одним из таких многообещающих направлений являются системы хранения тепловой энергии (TES), которые хранят электричество, преобразуя его в тепло, которое впоследствии может быть преобразовано обратно в электричество.

TES требуют недорогих материалов, имеют гораздо более длительный срок службы по сравнению с батареями и их легче масштабировать для разных систем. Они могут стабилизировать возобновляемые энергетические сети, накапливая дополнительную солнечную или ветровую энергию, когда она доступна, и поставляя ее во время пикового спроса. Конструкции TES часто используют термофотоэлектрическую (TPV) систему для преобразования тепла в электричество.

TES включают два основных компонента — фотоэлектрические (PV) элементы, которые преобразуют свет в электричество, и тепловые излучатели, превращающие тепло в свет. Оба эти компонента должны хорошо работать, чтобы система была эффективной.

До сих пор ученые в основном сосредоточивались на совершенствовании технологии PV-элементов. Однако основным препятствием в реализации практичных систем TPV являются потери энергии во время преобразования. Вот где в игру вступают тепловые излучатели, технология, которой уделяется сравнительно меньше внимания.

Эффективный тепловой излучатель имеет решающее значение для минимизации потерь энергии при ее преобразовании из тепла в электричество. К сожалению, традиционные конструкции TPV до сих пор не смогли включить такое устройство.

Использование традиционных подходов к проектированию ограничивает пространство проектирования тепловых излучателей, и в конечном итоге ученые приходили к одному из двух сценариев: практичные, низкопроизводительные устройства или высокопроизводительные излучатели, которые трудно интегрировать в реальные приложения.

Исследователи Университета Райса попытались решить проблему. Они разместили многочисленные кремниевые наноцилиндры на металлическом листе из вольфрама, чтобы сделать тепловой детектор. Когда эта система получает тепло, высвобождаются фотоны. Между тем, наноцилиндры ведут себя как резонаторы, предназначенные для поглощения определенных длин волн или энергий этих фотонов. Они взаимодействуют друг с другом таким образом, что это позволяет им избирательно выбирать и испускать только фотоны с нужной энергией. Затем эти фотоны отправляются в фотоэлектрические (PV) элементы, где их можно преобразовать в электричество.

Эта селективная эмиссия, достигнутая благодаря знаниям квантовой физики, максимизирует преобразование энергии и обеспечивает более высокую эффективность, чем это было возможно ранее.

Используя квантовые эффекты, резонаторы способны контролировать фотоны, испускаемые на квантовом уровне, гарантируя, что испускаются только самые полезные для фотоэлектрического (PV) элемента фотоэлектрические фотоны, что повышает общую эффективность системы.

В итоге квантовый тепловой излучатель показал впечатляющую эффективность в 60%, и исследователи утверждают, что они могут еще больше улучшить ее, используя новый материал.

"Если наш подход может привести к повышению эффективности с 2% до 5% в таких системах, это станет значительным стимулом для миссий, которые полагаются на эффективную генерацию электроэнергии в экстремальных условиях", — пояснили они.

Ране мы писали, что сточные воды могут принести неожиданную пользу. Нова технология позволяет использовать тепло из сточных вод, чтобы нагревать чистую воду в душах, кранах, а также стиральных и посудомоечных машинах.

Поделиться
Поделиться сюжетом
Источник материала
Кровотечение во время секса: когда это норма, а когда следует бежать к врачу
Знай
2025-07-04T20:51:38Z
Почему нельзя спать с открытыми окнами: неожиданный ответ
Gazeta UA
2025-06-28T02:21:22Z
Как узнать, что у человека порча: основные признаки и советы
Comments UA
2025-06-24T06:15:10Z
Эффективный способ выспаться: ученые назвали лучшую позу для сна
Фокус
2025-06-21T07:15:50Z
Как легко справиться со стрессом: научное открытие
TSN
2025-07-04T20:09:59Z
Секрет мягких пяток и нежных рук: аптечное чудо за копейки
Знай
2025-07-04T19:51:04Z
Пенсионеры могут получить тысячу гривен на лекарства: кому и на каких условиях выплатят пособие
Знай
2025-07-04T03:36:30Z
Лайфгак, как хранить укроп свежим в холодильнике без замораживания
TSN
2025-06-28T17:03:08Z
Нужно мыть малину перед употреблением или перед замораживанием
TSN
2025-06-28T17:03:02Z
Запасайтесь уже сейчас: Украине грозит резкое удорожание важного продукта
Знай
2025-06-29T16:00:44Z
Дополнительные 2000 грн к пенсии: кто может получить
Знай
2025-06-27T18:36:38Z
Курс валют на 3 июля: сколько стоят доллар, евро и злотый
TSN
2025-07-03T07:09:36Z
Россия захватила второе из четырех месторождений лития в Украине – Le Figaro
ZN UA
2025-06-27T11:24:21Z
Подача электроэнергии на ЗАЭС восстановлена
Корреспондент
2025-07-04T22:03:11Z
Будьте готовы вернуть "лишнее": у кого Пенсионный фонд потребует деньги в июле
Знай
2025-07-04T18:36:48Z
Скандал в Германии: из помощи для Украины "исчез" почти миллиард евро, — Bild
Хвиля
2025-06-29T00:15:31Z
Бизнес исправился: разительно сократилось количество заблокированных накладных и рисковых компаний
ZN UA
2025-07-04T05:39:04Z
Производители предупредили украинцев о значительном росте цен на хлеб
UAToday
2025-06-23T19:45:16Z
"Украину сдали путину": политолог сделал важное заявление о "предательстве" Запада
Знай
2025-07-03T20:30:09Z
Россия нанесла удар по пригороду Харькова: подробности от Терехова
Апостроф
2025-06-28T18:48:07Z
Путин готовится значительно усилить ракетный террор Украины: названы 5 наиболее опасных городов
Comments UA
2025-06-24T14:00:47Z
Зеленский резко отреагировал на ночную атаку РФ
Корреспондент
2025-07-04T11:30:19Z
Саммит Молдова-ЕС осудил войну РФ и требует вывести войска из Приднестровья
Корреспондент
2025-07-04T23:39:54Z
Европа снова обеспокоена: Макрон и Стармер собирают "коалицию желающих"
TSN
2025-07-04T23:18:08Z
Хороших новостей ждать не стоит: эксперты назвали три сценария завершения войны в Украине
Знай
2025-06-22T20:30:05Z
Польша отреагировала на прекращение поставок оружия США
Корреспондент
2025-07-03T19:06:41Z
Воевать отправят всех: в Украине жестко взялись за уклонистов – к чему готовиться
Знай
2025-06-28T02:30:53Z
Как американцы моют посуду: почему в США не используют губку
UAToday
2025-06-27T10:06:26Z
Зачем эксперты советуют брать с собой салфетку, когда идете покупать клубнику на рынок: хитрый трюк
TSN
2025-06-26T15:36:49Z
Чому не варто залишати брудний посуд на ніч. Це варто знати
Gazeta UA
2025-06-28T15:51:36Z
Какие деревья притягивают успех и деньги, как магнитом: их нужно обязательно посадить возле дома
TSN
2025-06-29T13:51:56Z
На популярном курорте в Черном море заметили дикого зверя: он может быть очень опасным
Telegraf
2025-07-04T22:33:52Z
Что не стоит говорить тем, кто переживает потерю близких
Gazeta UA
2025-07-04T21:42:40Z
Популярный курорт Украины атаковали насекомые. В сети показали впечатляющие кадры
Telegraf
2025-06-24T10:36:53Z
Что рассыпать в междурядье, чтобы морковь выросла сладкой: результат вас непременно удивит
TSN
2025-06-29T15:06:26Z
Куриные яйца могут вас убить: 8 бытовых ошибок с ними, которые вредят здоровью
Знай
2025-06-26T02:51:38Z
День ангела 5 июля: кого и как поздравлять с именинами
TSN
2025-07-04T21:18:14Z
Дополнительные выплаты от ООН: успейте оформить до конца июля
Знай
2025-06-28T08:21:47Z
Движение через украинскую границу значительно возросло: какими пунктами пропуска пограничники советуют не пользоваться
TSN
2025-06-29T08:06:56Z
3 июля: какой сегодня день и от чего нужно воздержаться
Comments UA
2025-07-02T21:54:57Z
Почему нельзя звать душу умершего: объяснение церкви, приметы и последствия
Comments UA
2025-07-04T21:57:56Z
Могут ли атеисты и сатанисты попасть в рай: мнения религии, философии и морали
Comments UA
2025-07-04T21:18:32Z
Светлана Павелецкая рассказала, нашла ли общий язык с детьми Дмитрия Кулебы
Комсомольская правда
2025-06-23T06:52:55Z
24 июня большой церковный праздник: что можно и нельзя делать сегодня
Comments UA
2025-06-24T05:33:57Z
"Здесь должны были спать дети": появились кадры разрушенной комнаты детей Тополи
GlavRed
2025-06-23T06:40:50Z
Россия пытается взять большой город в полукольцо: есть ли успехи у солдат Путина
GlavRed
2025-06-28T07:27:54Z
Льготы аннулируют: для кого проезд в общественном транспорте станет платным
Знай
2025-06-28T02:12:25Z
Будет ад: синоптикиня назвала самые жаркие дни в июле
TSN
2025-07-04T09:09:00Z
Синоптики обновили прогноз на среду
Gazeta UA
2025-07-02T05:51:53Z
Украину атакуют российские дроны: озвучена траектория движения
TSN
2025-07-04T23:33:36Z
Гороскоп по картам Таро на 5 июля 2025 года: Скорпионов ожидают новые вызовы, а Козорогам следует посмотреть в глаза страхам
TSN
2025-07-04T23:09:06Z
Россия атаковала Харьков: что известно о "прилете"
TSN
2025-06-29T06:06:56Z
Еще один китаец попал в плен ВСУ: что рассказывает наемник об армии РФ
TSN
2025-06-27T16:33:46Z
Россия атаковала Украину беспилотниками: где раздались взрывы
TSN
2025-07-02T03:51:06Z
Камалия рассекретила, что стало последней каплей в ее браке с Захуром: "Умоляла год"
TSN
2025-06-27T09:21:29Z
Похудевший Филипп Киркоров прокомментировал некроз, который ему приписывают
Фокус
2025-07-04T10:57:54Z
Умер известный голливудский актер Майкл Мэдсен
Фокус
2025-07-03T20:51:36Z
Ведущая Анна Свиридова жестко высказалась об изменнице Оксане Байрак: "Мне совершенно не больно"
Знай
2025-07-01T18:51:11Z
Звезда культового сериала "Все женщины — ведьмы": умер известный актер Джулиан Макмэхон
Фокус
2025-07-04T23:12:51Z
Умер Марк Сноу - автор музыки к "Секретным материалам"
Новости Украины
2025-07-04T20:51:49Z
Потап отреагировал на острый комментарий Тины Кароль и посмеялся с ее реакции на его творчество
TSN
2025-07-04T11:18:50Z
В России умерла звезда фильма Ирония судьбы
Корреспондент
2025-06-21T09:09:23Z
Инсайдер раскрыл причину разрыва Кэти Перри и Орландо Блума
Корреспондент
2025-07-04T06:42:59Z
Россия ударила по зданию ТЦК в Полтаве: есть погибшие и раненые
Telegraf
2025-07-03T12:54:38Z
Удар РФ по Киеву: в Святошинском районе, вероятно, есть пострадавшие
TSN
2025-07-03T23:51:01Z
В Ивано-Франковской области нашли в лесу 5-летнего мальчика спустя трое суток поисков
Комсомольская правда
2025-06-21T07:57:23Z
В Днепре и Кривом Роге произошли взрывы: что известно о последствиях атаки
TSN
2025-07-04T09:30:58Z
В России на трассе сгорела колонна военных машин. ВИДЕО
Новости Украины
2025-07-04T22:51:19Z
В Чехии восстановили электроснабжение после масштабного блэкаута
ZN UA
2025-07-04T22:27:53Z
В Харькове задержанного оставили умирать в камере - ГБР расследует. ВИДЕО
Новости Украины
2025-06-27T10:18:49Z
Атака на Киевщину: разрушен отель с клиникой, есть погибшая и пострадавшие
Корреспондент
2025-06-23T03:15:35Z
В Одессе снова увеличилось число пострадавших из-за атаки РФ
Корреспондент
2025-06-28T07:21:48Z
Toyota RAV4 стала самым популярным автомобилем в мире
Корреспондент
2025-07-01T17:09:59Z
Надежные и недорогие: 5 брендов автомобилей, заставляющих надолго забыть о СТО
Знай
2025-06-27T11:51:00Z
Франция требует от Tesla прекратить рекламировать автомобили как беспилотные и угрожает штрафом
Европейская правда
2025-06-24T15:54:56Z
Stellantis возрождает спортивное подразделение SRT
Корреспондент
2025-07-04T18:54:45Z
Абсолютный фаворит: эксперты назвали лучший автомобиль года
Фокус
2025-07-04T15:30:28Z
За руль не всем теперь можно: какие возрастные ограничения ввели для водителей в Украине
Знай
2025-07-04T15:21:27Z
В Украине снизился спрос на новые коммерческие автомобили
Корреспондент
2025-07-04T12:54:50Z
Не только парковка в тени: 5 советов, которые помогут предотвратить нагрев авто в жару
Telegraf
2025-07-04T12:48:25Z
Сколько стоит страховка авто от дронов, ракет и ПВО: считаем на примере Volkswagen
VGorode
2025-07-04T12:27:19Z
Свитолина рассказала, как поддержка мужа помогает ей на корте
Корреспондент
2025-07-04T10:57:17Z
Пакьяо возвращается: легенда бокса объяснил мотивацию
Корреспондент
2025-06-27T08:18:01Z
Саудовский гранд предлагает Эрнандесу феноменальный контракт
Корреспондент
2025-06-23T15:45:30Z
Лидер "Шахтера" Судаков не перейдет в "Наполи" – СМИ
ZN UA
2025-06-29T07:55:38Z
Мотоспорт в скорби: испанец Борха Гомес погиб на тестах
Новости Украины
2025-07-04T20:39:19Z
"Шахтер" победил в первом матче под руководством Турана
ZN UA
2025-07-04T20:30:28Z
Звездный футболист Погба нашел себе новый клуб после дисквалификации за допинг
ZN UA
2025-06-28T19:27:30Z
Первый спарринг Шахтера удачный: команда добивается минимальной победы
Корреспондент
2025-07-04T19:27:22Z
Условно наказанные: гранды европейского футбола пошли на финансовый обман
Корреспондент
2025-07-04T18:24:52Z
Случаи, в которых никогда не следует использовать удлинители: советы электриков
Знай
2025-07-02T03:51:41Z
На дне Атлантического океана обнаружили более тысячи бочек с радиоактивными отходами
TSN
2025-06-28T09:06:55Z
Археологи открыли, как ловили рыбу в каменном веке
Gazeta UA
2025-07-04T22:39:10Z
Забег продолжается: Netflix и CD Projekt RED анонсировали аниме Cyberpunk: Edgerunners 2
GameMag
2025-07-04T22:33:02Z
"Межзвездный путешественник": ученые обнаружили в Солнечной системе загадочный объект
TSN
2025-07-04T20:51:04Z
Экс-глава Rockstar North обвинил «вредителей» в саботаже MindsEye
GameMag
2025-07-04T20:45:36Z
В США продадут камень за 4 миллиона долларов: что в нем необычного
Comments UA
2025-07-04T19:39:47Z
ТОП-10 лучших бесплатных хорроров в Steam
Знай
2025-07-04T17:51:11Z
Tesla построила полностью автономную зарядную станцию для электромобилей
Корреспондент
2025-07-04T16:48:32Z