Революция в енергетиката: Устройство от Колорадо удвоява ефективността на преобразуването на топлината в електричество

Новата технология осигурява производството на повече енергия при по-ниски температури.

Учени от Университета на Колорадо в Боулдър са разработили технология за преобразуване на топлинната енергия в електричество, която се противопоставя на основния закон на термодинамиката. Изследователският екип е създал компактно термофотоволтаично устройство, способно да преодолее ограниченията на закона на Планк за топлинното излъчване.

Новата технология преодолява вакуумния лимит, определен от закона на Планк, и удвоява постижимата плътност на мощността в сравнение с конвенционалните термофотоволтаични конструкции. Ключовият елемент на устройството е стъклен изолатор с висок коефициент на пречупване, който е прозрачен за инфрачервеното излъчване. Тази „нулева вакуумна празнина“ създава канал с висока плътност на мощността, който позволява на топлинните вълни да преминават през устройството без загуба на мощност.

Иновативният подход позволява генерирането на електроенергия при по-ниски температури, които съответстват на повечето промишлени процеси. Устройството, работещо при 1000°C, произвежда същото количество енергия като сега съществуващите термофотоволтаични системи при 1400°C.

Изследователите твърдят, че тяхната разработка има потенциал да промени производствените индустрии. Тя би могла да помогне за увеличаване на производството на енергия без необходимост от високотемпературни източници на топлина или скъпи материали. Технологията открива възможности за съхраняване на чиста енергия, намаляване на въглеродните емисии и събиране на топлина от геотермалните, ядрените и слънчевите електроцентрали от целия свят.

Екипът планира да продължи изследванията, като проучи използването на други евтини материали, като например аморфен силиций, което може да доведе до още по-голямо, почти 20-кратно увеличение на плътността на мощността.

Новата технология има широки перспективи за приложение, включително за създаване на преносими генератори на електроенергия и за декарбонизиране на индустриите с високи емисии. След като бъде оптимизирана, тя би могла да преобрази високотемпературните промишлени процеси като производството на стъкло, стомана и цимент, осигурявайки им по-евтина и по-чиста електроенергия.