Kohlenstoffnanoröhre Theasis / iStock
Kohlenstoffnanoröhren werden von Forschern der Rice University überarbeitet, die eine effizientere Version entwickeln.
Forscher Gururaj Naik und Junichiro Kono von Reis Brown School of Engineering , die ihre Technologie in präsentierten ACS Photonics, entwickelte einen hyperbolischen Wärmestrahler, der Wärme absorbieren, in eine enge Bandbreite einpassen und als Licht zur Stromerzeugung emittieren kann. Die Wärme würde sonst an die Atmosphäre abgegeben und verschwendet. Mit dieser Technologie könnte dies möglich seinSolarzellen viel effizienter machen.
VERBINDUNG: DIE ZUKUNFT DER SOLARENERGIE ALS ALTERNATIVE ENERGIEQUELLE
"Thermische Photonen sind nur Photonen, die von einem heißen Körper emittiert werden", sagte Kono in a Pressemitteilung Ankündigung der Forschungsergebnisse. „Wenn Sie mit einer Infrarotkamera etwas Heißes betrachten, sehen Sie, dass es leuchtet. Die Kamera fängt diese thermisch angeregten Photonen ein.“
So wie es aussieht, emittiert jede heiße Oberfläche Licht in Form von Wärmestrahlung. Aber Naik sagte, das Problem sei, dass die Wärmestrahlung breitbandig ist. Um Licht in Licht umzuwandeln Strom die Emission muss in einem schmalen Band liegen, und damit die Erfindung. Die Forscher entdeckten, dass Nanoröhren eine Möglichkeit sind, die verschwendeten Photonen zu isolieren. Die Nanoröhrenfilme fungieren als Leitungen, die die Abwärme absorbieren und in die verwandelnProtonen mit schmaler Bandbreite.
Abwärme motivierte die Forscher
Die Forscher sagten, sie seien aufgrund der verschwendeten Wärme motiviert, die Forschung zu betreiben. Naik verwies auf eine Studie der Rice-Doktorandin Chloe Doiron, in der festgestellt wurde, dass rund 20% des Energieverbrauchs Abwärme sind. Er sagte, das sind etwa drei JahreStrom benötigt, um den Bundesstaat Texas mit Strom zu versorgen.
„Der effizienteste Weg, Wärme in Elektrizität umzuwandeln, besteht darin, Turbinen und Dampf oder eine andere Flüssigkeit zu verwenden, um sie anzutreiben“, sagte er. „Sie können eine Umwandlungseffizienz von fast 50% erzielen. Nichts anderes bringt uns dem naheAber diese Systeme sind nicht einfach zu implementieren. “, sagte Naik. Die Forscher planen die Entwicklung eines kompakten Systems ohne bewegliche Teile, um den Prozess so viel einfacher zu gestalten.
Effizientere Solarzellen werden kommen?
Was bedeutet das für die Gesellschaft? Laut den Forschern könnte dies den Wirkungsgrad von Solarzellen erhöhen, die derzeit einen Höchstwert von 22% erreichen. „Indem wir die gesamte verschwendete Wärmeenergie in einen kleinen Spektralbereich drücken, können wir sie in Elektrizität umwandelnsehr effizient ", sagte Naik." Die theoretische Vorhersage ist, dass wir einen Wirkungsgrad von 80% erreichen können. "
Forscher der Rice University sind nicht die einzigen Wissenschaftler versuchen, Sonnenenergie effizienter zu machen. Angesichts der alarmierenden Erwärmung des Planeten gibt es einen Wettlauf um die Effizienz alternativer Energiequellen. Forscher am MIT haben mehrere Jahre damit verbracht, einen neuen Ansatz zu entwickeln, mit dem hochenergetische Photonen auf Silizium treffenzwei Elektronen anstelle von einem auszuschalten, so funktionieren die gegenwärtigen Systeme. Selbst wenn das Photon die doppelte Energie trägt, kann es nur ein einziges Elektron lösen.