Pirmą kartą istorijoje mokslininkai pademonstravo, kaip Visatos šaltis gali tapti energijos šaltiniu Žemėje

Mokslininkai, savo darbą aprašę žurnale „Applied Physics Letters“, ieško būdo generuoti elektros energiją panašiai, kaip naudojant Saulės energijos skydus, tik atvirkščiai – ir toks įrenginys veiktų net naktį.

Tarptautinė mokslininkų grupė pirmą kartą istorijoje pademonstravo, kad diodu iš Visatos šalčio įmanoma sugeneruoti išmatuojamą elektros energijos kiekį. Infraraudonajame spektre veikiantis puslaidininkis įrenginys yra atgręžtas į kosminę pusę ir elektrai generuoti panaudoja temperatūrų skirtumus tarp Žemės bei kosmoso.

„Visatos platumas yra termodinaminis išteklius. Kalbant optoelektroninės fizikos terminais, egzistuoja nuostabi simetrija tarp įeinančios ir išeinančios spinduliuotės energijos rinkimo“, - sakė pagrindinis tyrimo autorius Shanhui Fanas.

Priešingai, nei įprastinių Saulės energijos skydų atveju, neigiamo apšvietimo efektas leidžia elektros energiją generuoti tada, kai šiluma palieka paviršių. Bet šiandienos technologijos dar neleidžia efektyviai surinkti tokių neigiamų temperatūrų skirtumų generuojamos energijos.

Nukreipę savo įrenginį į kosmosą, kur temperatūra vos keliais laipsniais skiriasi nuo absoliutaus nulio, mokslininkai sugebėjo pasiekti pakankamai didelį temperatūrų skirtumą, kad elektrą generuotų net ankstyvos vystymo fazės generatorius.

„Šiuo metu mūsų eksperimento generuojamas energijos kiekis yra kur kas žemesnis už teorinę ribą“, - sakė tyrimo bendraautoris Masahi Ono.

Mokslininkai išsiaiškino, kad jų neigiamo apšvietimo diodas generuoja apie 64 nanovatus energijos kvadratiniam metrui. Tai – labai mažas energijos kiekis, bet taip pat labai svarbus koncepcijos įrodymas, skatinantis mokslininkus tobulinti jų naudojamų medžiagų optoelektronines savybes.

Skaičiavimai rodo, kad teoriškai tokio diodo generuojama elektros energija, įvertinus atmosferos sąlygas, teoriškai gali pasiekti beveik 4 vatus kvadratiniame metre. Tai yra apie milijoną kartų daugiau už mokslininkų eksperimentiškai pasiektą rezultatą ir pakankamai, kad būtų tiekiama energija naktimis veikiančiai įrangai.

Palyginimui, šiuolaikiški Saulės energijos skydai geba generuoti nuo 100 iki 200 vatų energijos kvadratiniame metre.

Nors šie rezultatai rodo į tamsų dangų nukreiptų antžeminių diodų perspektyvumą, S.Fanas teigia, kad tuo pačiu principu galima būtų „pakinkyti“ ir kaistančius įrenginius, kurių skleidžiama šiluma dažniausiai nueina perniek. Artimiausiu metu mokslininkai ketina tobulinti savo diodo efektyvumą.