科学家已经创造出一种反向太阳能电池:一种从黑夜中产生电能的设备。
从黑暗中获得电能的装置人类如何利用能量获得能源,一直是重要的现代对话,一个科研小组已经与传统能源获得方法分道扬镳,他们试图从任何可能的来源利用能量。如利用地球辐射冷却,他们能够获得足够的电力,使用30美元的设备为LED供电。从太阳进来的能量必须大约等于从地球流出的热辐射量,才能使地球保持在一个大致恒定的温度,研究作者、斯坦福大学电气工程教授范山辉(音译)告诉小编说,从地球辐射冷却能获得巨大的电能。“
研究人员在发表于《焦耳》的论文中指出,全球1.3亿人口缺乏可靠的电力供应。虽然太阳能电池存在,但这些社区需要在夜间照明,而需要从太阳能电池板存储电池来使用能源,从而推高了成本。相反,研究人员设计了一种在夜间即时发电的设备。
太阳能电池板通常通过称为光伏效应的物理过程从太阳发电(某些材料的光线照射会产生电流),但其他太阳能电池板则通过热处理工作——太阳更热,地球更冷,温差可以转化为可用能量。该队科研人员则设计了一个基于替代工艺的系统,在夜晚,把地球作为热源。
该发电系统有一个20厘米(8英寸)黑色铝盘,并连接到商用热电发电机。黑色铝盘是辐射发射器,通常比环境空气低几度。热量从地球流入空气,然后从空气中通过热电发生器流入黑色铝盘,然后向上辐射热量。该种发电设备,在加州的实验测试中,能够产生每平方米25毫瓦的磁盘,足以为一个小LED供电。在白天,该设备可以反向操作,吸收阳光,从太阳到黑色铝盘和外界环境的热量中产生电能。
这只是概念的证明。随着绝缘层的加强和最佳条件,如干燥的气候,研究人员认为,他们能够将这种温度提高到每平方米0.5瓦。使用较大的黑色铝盘,它们产生的电能可以能够维持家庭照亮。
研究作者、大学材料科学与工程助理教授阿斯瓦斯·拉曼(AaswathRaman)说,这并不能与太阳能相媲美,太阳能的发电量可能是该设备在极限运行时的倍。但它很便宜,而且可以比太阳能电池工作更长时间。当然,它提供了一种在太阳能电池板无法发电的时候发电的方法。
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