Российские ученые изобрели "звездную батарею" Страница 1 из 2

Российские ученые изобрели новый альтернативный источник энергии — звездную батарею. Основными элементами этого устройства являются гетероэлектрический конденсатор и гетероэлектрический фотоэлемент, что дает значительные преимущества по сравнению с солнечными батареями современности.

Звездная батарея может функционировать при отсутствии солнечного света, улавливая даже инфракрасное излучение! При преобразовании видимого света эффективность устройства составляет 54 процента, инфракрасного излучения — 31 процент. При этом в звездной батарее фототок в четыре раза выше, чем в солнечной, а масса на один ватт практически в 1000 раз меньше, что довольно немаловажно для снижения себестоимости батареи в случае ее промышленного выпуска.

 







 

Другие цифры также поражают воображение. КПД гетероэлектрического фотоэлемента составляет 90 процентов! И это при том, что КПД применяемых в наше время фотоэлементов не превышает 18 процентов. Это стало возможным благодаря способности гетероэлектрика объединять на одной частоте электромагнитные волны солнечного света, которые имеют разную длину волны, что происходит при их поглощении. При этом установленный в батарее гетероэлектрический конденсатор, который является накопителем энергии, довольно компактен – его объем составляет всего 180 кубических сантиметров, а его емкость — 0,11 Фарады.

А началось все с того, что в самом начале XXI века сотрудник НЦеПИ О.А. Займидорога обнаружил в ходе экспериментов, что если на материал, в который введены наночастицы других нескольких материалов (т. н. затравка), воздействовать электромагнитным полем, то возникает явление суперкогерентности, что в свою очередь приводит к смене свойств этого материала. С учетом важности этого открытия руководство НЦеПИ создало отдельное подразделение по дальнейшему изучению и созданию теоретической модели работы гетероэлектриков, которая поможет создавать гетероэлектрики с заданными свойствами. Данное направление исследований получило приоритет в научной деятельности центра.

Давайте узнаем про это уникальное открытие подробнее ..

 







 

Сначала на основе гетероэлектриков были созданы разные виды стекол с рекордной способностью преломления света. Они могут решать различные задачи в жизни человека, включая защиту от радиации и пожаров. Затем при помощи гетероэлектрика было получено лазерное излучение нового вида. На его основе создали уникальный безрезонаторный нанолазер повышенной компактности, который может послужить в развитии электронной техники и физики. Наконец, уникальные гетероэлектрические фотоэлементы нашли применение в звездной батарее. В целом было разработано и около тридцати изобретений, некоторые из которых не имеют аналогов.

Основой звездной батареи стал изобретенный группой сотрудников НЦеПИ новый материал – гетероэлектрик. Принцип создания гетероэлектрика: в «матрицу» из одного материала (например, кремния) вкрапляются на расстоянии, меньшем длины волны внешнего излучения (которое потом будет преобразовываться в электроэнергию), атомы другого материала (например, золота). Такой гетероэлектрик является основой не только для звездных батарей, но еще для 30-ти различных устройств и технологий, применение которых возможно как минимум в 24 областях науки и техники (упоминались, например, «объемные» лазеры, наномикроскопы, квантовые компьютеры, ненавесные элементы интегральных схем, наноусилитель электрического излучения и т.д.). Среди них – гетеро-электрические емкости (конденсаторы) необыкновенной компактности, которые в том числе являются накопителями электрического заряда звездных батарей. Гетероэлектрическая емкость величиной 0, 11 Фарады занимает объем 180 см3 и весит несколько граммов. Для сравнения: электрическая емкость всей планеты Земля составляет примерно 2 Фарады.

И еще несколько цифр для осмысления: мощность, снимаемая с 1 кв. метра звездной батареи, составляет 600 ватт. Мощность солнечного излучения – 1300 ватт на квадратный метр. Вся мощность солнечного излучения, приходящегося на нашу территорию, оценивается в 100 тысяч гигаватт, средняя потребляемая мощность в целом по стране составляет 100 Гигаватт. Получаем мы эту электроэнергию на гидро-, тепло-, атомных электростанциях. А можем получать (при умелом использовании звездных батарей) напрямую от Солнца.

Фантастическую картину такого светлого будущего каждый может нарисовать себе сам. При этом для продвижения в производство всего пакета из 30-ти запетентованных устройств требуется примерно 1 млрд долларов инвестиций.

 



  • 274
  • 20/09/2016


Поделись



Подпишись



Смотрите также

Новое