"Нарушили" закон физики: как новое изобретение увеличит эффективность солнечных батарей
Ученые нашли способ перенаправлять тепло для подзарядки оборудования, и эта технология уже заинтересовала американских военных.
В Калифорнийском технологическом институте смогли вопреки закону Кирхгофа создать устройство, использующее энергию, которую излучают нагреваемые объекты, сообщает SciTechDaily. Благодаря этому различные системы, собирающие энергию, например солнечные панели, могут работать еще эффективнее, отмечают авторы в своей научной работе.
Что еще за закон Кирхгофа?
Согласно этому закону, который Густав Кирхгоф вывел в 1860 году, поглощающая и излучающая эффективности равны для каждой длины волны и угла падения. Грубо говоря, если вы возьмете предмет и поставите его на солнце, он начнет нагреваться, потому что поглощает энергию солнечных лучей и преобразует эту энергию в тепло.
Если вы оставите этот объект снаружи, он продолжит нагреваться, но только до определенного момента, но не загорится. А все потому, что кроме поглощения энергии объекты (предметы или даже люди) еще и излучают накопленное тепло. В итоге получается ситуация, когда поглощенное тепло частично излучается обратно к солнцу и тратится, по сути, впустую. Таковы законы физики и мироздания.
Как ученые изменили закон Кирхгофа
Закон Кирхгофа соблюдается уже более 150 лет, и, хотя теоретические предложения по его нарушению выдвигались раньше, только сейчас ученым удалось его обойти. Новое устройство, разработанное в лаборатории Гарри Этуотера, профессора прикладной физики и материаловедения Говарда Хьюза, нарушает тесную связь между поглощаемой и излучаемой эффективностью объекта. Изобретение может иметь важные последствия для устойчивых систем сбора энергии.
"Само устройство сочетает в себе материал, обладающий сильным откликом на магнитное поле, и структуру, усиливающую поглощение и излучение в инфракрасном диапазоне. Что особенно интересно, так это то, что мы можем наблюдать эффект, просто нагревая устройство до температуры выше комнатной и напрямую сравнивая эффективность излучения с эффективностью поглощения", — говорят исследователи.
Что это даст в будущем
Изобретение американских ученых поможет в будущем создавать устройства сбора энергии более эффективно и не тратить излучаемую ими энергию впустую. Например, если собирающий энергию объект, такой как фотогальваника (солнечная панель), повторно излучает часть своей поглощенной энергии обратно к источнику энергии (Солнцу), то это излучение можно перенаправить на еще один объект, собирающий энергию.
Это поможет достичь более высокой эффективности преобразования энергии. Разработка ученых уже заинтересовала Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA), которое выделило финансы на перспективный проект. Так что, возможно, в будущем военные получат солнечные панели, которые будут эффективнее обеспечивать армию США энергией, ведь американская армия сейчас ищет любые способы энергонезависимости.
Так же подобная технология может пригодиться в космосе. Сейчас NASA совместно с компанией Light Bender разрабатывает систему зеркал для Луны, которая перенаправляет солнечный свет, чтобы подпитывать аккумуляторы на значительном расстоянии.
Ранее Фокус писал, что ученые создали двусторонние солнечные панели, которые собирают свет и с улицы и из помещения. Исследователи утверждают, что двусторонние панели могут стать следующим прорывом в солнечной энергетике.