新南威尔士大学:“夜间太阳能”技术现在可以在黑暗中提供电力

2022-05-17 22:13:39
新南威尔士大学“夜间太阳能”团队通过红外相机拍摄。他们首次使用同一种半导体技术通过发光来发电。

新南威尔士大学团队的创新研究表明,在太阳落山之后,地球的红外辐射热也可以用来发电。

新南威尔士大学的研究人员通过利用所谓的"夜间太阳能"发电,在可再生能源技术方面取得了重大突破。

来自光伏和可再生能源工程学院的研究小组,从作为红外光辐射的热量中发电,这与地球在夜间通过辐射到太空而冷却的方式相同。一个被称为热辐射二极管的半导体设备,由夜视镜中的材料组成,被用来从红外光的辐射中发电。

这项研究的结果现在已经发表在ACS Photonics上。

尽管现阶段产生的电量非常小,大约比太阳能电池板提供的电量少10万倍,但研究人员相信在未来可以得到改进。

新南威尔士大学的一个团队已经证明了一种称为热辐射二极管的半导体器件能够通过发射红外光来发电。

“我们已经确认展示了来自热辐射二极管的电力,”团队领导,副教授内德·艾金斯-道克斯说。“使用热成像摄像机,你可以看到晚上有多少辐射,但只是在红外线而不是可见光波长。我们所做的是制作一个可以从红外热辐射的发射中产生电能的装置。”

道克斯教授说,这一过程最终仍然是利用太阳能,其在白天以阳光的形式照射到地球上,使地球变暖。到了晚上,这种能量以红外光的形式辐射回广袤而寒冷的外层空间,现在证明热辐射二极管能够利用这一过程来发电。

他说:“只要有能量流动,我们就可以在不同形式之间进行转换”。

论文的共同作者之一菲比·皮尔斯博士补充说,“光伏发电,将阳光直接转化为电能,是人类为了将太阳能转化为电能而开发的一个人工过程。在这个意义上,热辐射过程是类似的。我们正在将在红外线中流动的能量从一个温暖的地球转移到寒冷的宇宙中,就像太阳能电池可以通过吸收从非常热的太阳发出的阳光来发电一样,热辐射二极管通过向更冷的环境发射红外光来发电。在这两种情况下,温差是让我们发电的原因。“

红外热像仪突出显示了夜间从悉尼港及其周围环境辐射回大气的热量。

研究小组认为,这项新技术可以在未来有一系列的用途,实现以目前不可能的方式发电,其中之一可能是为仿生设备供电,如人工心脏,目前这些设备是靠需要定期更换的电池运行的。

道克斯教授说,”原则上,我们有可能以我们所展示的方式,仅仅通过身体的热量来发电,如果你通过热敏相机看的话,你可以看到它在发亮。下一步,这项技术可能会收集这种能量,并消除一些设备对电池的需求,或者给它们充电。"  

他认为,要使这一技术成为突破性技术,需要工业界介入,“如果工业界能够看到这是一项对他们有价值的技术,那么进展就会非常快”。

 

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