მზის პანელების ტრადიციული ტექნოლოგია ძაბვის მისაღებად მზის სინათლეს იყენებს. რაც არ უნდა უცნაურად ჟღერდეს, ზოგიერთ მასალას ამის საპირისპირო შეუძლია — უკან, ენერგიის წარმოქმნა სითბოს უკან გაცემის მეშვეობით, ღამის ცივი ცისკენ.
ავსტრალიელ ინჟინერთა ჯგუფმა ეს თეორია მოქმედებაში წარმოადგინა, რისთვისაც გამოიყენა ტექნოლოგია, რომელიც ენერგიის გამოსამუშავებლად ღამის ხედვის სათვალეებში გვხვდება.
უნდა აღინიშნოს, რომ პროტოტიპმა მოწყობილობამ მხოლოდ მცირე ოდენობით ენერგია წარმოქმნა და სავარაუდოდ, განახლებადი ენერგიის კონკურენტუნარიანი წყარო ვერ გახდება, მაგრამ უკვე არსებულ ფოტოელექტრულ ტექნოლოგიასთან შეწყვილების შედეგად, მან შეიძლება მცირე ოდენობით ენერგია მაშინ მოგვცეს, როცა მზის პანელები ცხელი, ხანგრძლივი დღის შემდეგ ცივდება.
„ფოტოელექტრობა, ანუ მზის სინათლის პირდაპირ ელექტროენერგიად გარდაქმნა ხელოვნური პროცესია, რომელიც ადამიანებმა მზის ენერგიის ელექტროენერგიად გარდასაქმნელად შექმნეს. ამ თვალსაზრისით, თერმორადიაციული პროცესიც მსგავსია; ენერგიის ნაკადს მივმართავთ ინფრაწითელში, თბილი დედამიწიდან ცივი სამყაროსკენ“, — ამბობს ახალი სამხრეთ უელსის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი ფებე პირსი.
ნებისმიერ გაცხელებულ მასალაში ატომების შეყვანით, მათ ელექტრონებს ელექტრომაგნიტური რადიაციის დაბალენერგიული ჭავლების გამომუშავებას აიძულებთ ინფრაწითელი სინათლის სახით.
რაც არ უნდა მცირე იყოს ელექტრონთა ვიბრირება, მას მაინც აქვს ელექტროდენის მცირე ნაკადის აღძვრის პოტენციალი. საჭიროა მხოლოდ ელექტრონთა ტრაფიკის ცალმხრივი სიგნალი, რასაც დიოდს უწოდებენ.
ელემენტთა შესაბამისი კომბინაციით დამზადებულ დიოდს ელექტრონების გადასროლა შეუძლია, რადგან უფრო ცივ გარემოში ის ნელ-ნელა კარგავს სითბოს.
ამ შემთხვევაში, დიოდი დამზადებული იყო მერკური-კადმიუმის ტელურიდისგან (MCT ). ის უკვე გამოიყენება ინფრაწითელი სინათლის დასაფიქსირებელ მოწყობილობებში, შეუძლია შთანთქას საშუალო და გრძელდიაპაზონიანი ინფრაწითელი სინათლე და შესაბამის პირობებში ის ელექტროდენად გარდაქმნას.
ბოლომდე ცნობილი არ იყო, როგორ შეიძლებოდა ამ კონკრეტული ხრიკის ეფექტიანად გამოყენება ნამდვილი დენის წყაროდ.
დაახლოებით 20 გრადუს ცელსიუსზე გამთბარმა ერთმა სატესტო MCT ფოტოელექტრულმა დეტექტორმა კვადრატულ მეტრზე 2,26 მილივატი ენერგიის სიმკვრივე გამოიმუშავა.
ეს ნამდვილად არ არის საკმარისი დილის ყავისთვის წყლის ასადუღებლად. ამ ამოცანის შესასრულებლად ალბათ დაგჭირდებოდათ ქალაქის რამდენიმე კვარტალზე გადაჭიმული MCT პანელები.
თუმცა, აუცილებლად გასათვალისწინებელია, რომ ეს მიმართულება ჯერ სულ ახლა იწყებს განვითარებას და ამ ტექნოლოგიას მომავალში მნიშვნელოვნად დახვეწის პოტენციალი აქვს.
„ამ ეტაპზე, ჩვენ მიერ წარმოჩენილ თერმორადიაციულ დიოდს ძალიან დაბალი ენერგია აქვს, მაგრამ მთავარი გამოწვევა სინამდვილეში მისი დაფიქისირება იყო. როგორც თეორია მიუთითებს, საბოლოოდ ამ ტექნოლოგიას მზის პანელის ენერგიის დაახლოებით 1/10-ის გამომუშავება შეუძლია“, — ამბობს კვლევის ავტორი ნედ ეკინს-დოკსი.
ასეთი ეფექტიანობის კვალობაზე, შეიძლება ღირდეს MCT დიოდების დაყენება ჩვეულებრივ ფოტოელექტრულ ქსელებზე, რათა მათ ბატარეების დამუხტვა მზის ჩასვლის შემდეგაც გააგრძელონ.
აღსანიშნავია ისიც, რომ დაბალენერგიული რადიაციის წყაროდ პლანეტის გაციების გამოყენების იდეაზე ინჟინრები უკვე დიდი ხანია მუშაობენ. სხვადასხვა მეთოდმა სხვადასხვა შედეგი დადო, ყველამ საკუთარი ხარჯებითა და სარგებლით.
თითოეული მათგანის გატესტვით და ისე დაყენებით, რომ რაც შეიძლება მეტი ენერგია მივიღოთ, შეიძლება მივიდეთ ტექნოლოგიებამდე, რომლებიც ნარჩენი სითბოს ყოველ წვეთ ენერგიას შეკრებენ.
კვლევა ACS Photonics-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია newsroom.unsw.edu.au-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
