Sukūrė įrenginį, kuris nepaiso fizikos dėsnių. „Tai proveržis energijos gamyboje“

Kolorado Boulderio universiteto inžinierių ir mokslininkų komanda sukūrė naują šiluminės spinduliuotės pavertimo elektros energija technologiją, kuri, pasak mokslininkų, tiesiogine prasme meta iššūkį pagrindiniams šiluminės fizikos dėsniams. Sukurtas įrenginys dėl savo unikalių energijos kaupimo galimybių gali pakeisti pramonę.

Tyrėjai nagrinėjo aukštos temperatūros pramoninių procesų ir energijos surinkimo metodų, kuriuose naudojamas šilumos energijos konversijos metodas, vadinamas termofotovoltais (TPV), problemą. Elektrai gaminti naudojama šiluminė energija iš aukštos temperatūros šaltinių. Šiuo metu turimi tokio tipo įrenginiai turi daug apribojimų, iš kurių svarbiausias yra Planko šiluminės spinduliuotės dėsnis. Amerikos mokslininkai teigia, kad jiems pavyko apeiti šią problemą.

Planko dėsnis, vienas iš pagrindinių šiluminės fizikos dėsnių, apriboja turimą šiluminę energiją, kurią galima išgauti iš aukštos temperatūros šaltinio esant bet kokiai temperatūrai. Mokslininkai bandė priartėti prie šio apribojimo arba jį įveikti naudodami daugybę idėjų, tačiau dabartiniai metodai yra pernelyg sudėtingi prietaisui gaminti, brangūs ir nekeičiami.

Komandos sukurtas įrenginys, kuris taip pat yra ypač kompaktiškas ir telpa į delną, įveikia vakuumo ribą, apibrėžtą Planko dėsnio, ir padvigubina galios tankį, kuris anksčiau buvo pasiektas naudojant įprastus TPV modelius. Tyrėjai sutelkė dėmesį į galios didinimą ir, norėdami tai pasiekti, pristatė sprendimą, žinomą kaip „nulinio tarpo vakuumas“.

Proveržis energijos gamybos technologijoje

Skirtingai nuo įprastų TPV įrenginių, kuriuose tarp šilumos šaltinio ir elemento yra vakuumas arba dujomis užpildyta erdvė, Kolorado Boulderio universiteto mokslininkų projekte yra izoliuotas ir infraraudonuosius spindulius perduodantis elementas, pagamintas tik iš stiklo. Tai savo ruožtu sukuria didelio tankio kanalą, leidžiantį karščio bangoms sklisti per įrenginį neprarandant jėgos, o tai savo ruožtu drastiškai pagerina energijos gamybą. Papildomas privalumas yra tai, kad naudojama medžiaga yra labai pigi.

„Anksčiau, kai žmonės norėjo padidinti galios tankį, jie turėjo padidinti temperatūrą. Tarkime, nuo 1500 °C iki 2000 °C. Kartais net iki aukštesnės, kas galiausiai tampa nepakeliama ir pavojinga visai energetikos sistemai. Dabar galime dirbti žemesnėje temperatūroje, kuri yra suderinama su daugeliu pramoninių procesų, kartu generuodami panašią elektros energiją nei anksčiau. Mūsų įrenginys veikia 1000 °C temperatūroje ir generuoja galią, lygią 1400 °C esamuose TPV įrenginiuose su integruotu tarpu“, – sako tyrimo vadovas Longji Cui.

Kūrėjai tvirtina, kad naudojant kitas pigias medžiagas, pavyzdžiui, amorfinį silicį, jų išradimo potencialas galėtų būti dar didesnis. Jie tikisi, kad galios tankis padidės iki 20 kartų. Inovatyvios technologijos gali turėti didžiulį poveikį pramonei. Mokslininkai, be kita ko, pabrėžia, kad technologija padėtų transformuoti aukštos temperatūros procesus, tokius kaip stiklo, plieno ir cemento gamyba, kad jie būtų daug pigesni ir kartu leistų gaminti elektros energiją.