Инженеры из Колорадо разработали прибор, который вдвое повышает эффективность преобразования тепловой энергии в электрическую

Исследователи из Университета Колорадо в Боулдере сделали прорыв в области преобразования тепла в электричество, предлагая альтернативу классическим законам термодинамики. Их инновационное термофотоэлектрическое устройство преодолевает ограничения, установленные законом Планка о тепловом излучении.

Данная технология позволяет преодолеть установленный законом Планка вакуумный предел и увеличить плотность мощности вдвое по сравнению с традиционными термофотоэлектрическими системами. Ключевым компонентом является стеклянный изолятор с высоким коэффициентом преломления, который прозрачен для инфракрасного излучения. Такой «нулевой вакуумный зазор» обеспечивает высокую плотность мощности, позволяя тепловым волнам проходить сквозь устройство без снижения интенсивности.

Эта революционная разработка позволяет производить электроэнергию при более низких температурах, подходящих для большинства промышленных приложений. При температуре 1000°C её эффективность эквивалентна традиционным системам, действующим при 1400°C.

По мнению учёных, их технология может существенно трансформировать различные производственные отрасли. Она увеличивает выработку электроэнергии без необходимости использовать высокотемпературные источники тепла или дорогие материалы, открывая возможности для хранения экологичной энергии, снижения углеродных выбросов и использования тепла от геотермальных, ядерных и солнечных станций по всему миру.

Исследовательский коллектив намерен продолжать эксперименты, изучая применение более доступных материалов, таких как аморфный кремний. Эти исследования могут открыть возможность практически 20-кратного увеличения плотности мощности.

Эта технология имеет потенциал для универсального применения, включая создание мобильных источников электричества и декарбонизацию индустрий с высоким уровнем эмиссий. Со временем данная разработка может стать ключевой в преобразовании высокотемпературных промышленных процессов, таких как производство стекла, стали и цемента, предлагая более экономичную и экологически чистую электроэнергию.

Источник: iXBT