Kвантово тунелиране улавя електроенергията от топлината на Земята

Изследователи в Университета за наука и технологии „Крал Абдула“ (KAUST) в Саудитска Арабия са открили как да произвеждат електричество от излишната топлина на Земята чрез квантово тунелиране.

Квантовият тунел е феномен, при който частиците могат да преминат като през тунел през бариера, която – според правилата на класическата механика – обикновено не биха могли да преминат. Първоначално прогнозирано в началото на 20 век и прието към средата на века, квантовото тунелиране играе важна роля в устройства като тунелния диод, квантовите изчисления и сканиращия тунелен микроскоп.

Използването на квантово тунелиране за събиране на електричество от лъчистата топлина на Земята включва специално проектирана антена, която може да идентифицира тази излишна топлина като високочестотни електромагнитни вълни и след това да трансформира вълните в електрически заряд.

Топлината от слънчевата светлина, която достига Земята, създава постоянен поток от инфрачервено лъчение, което, ако не бъде използвано, се явява пропиляна безплатна енергия. Смята се, че глобалният „капацитет:“ на инфрачервеното лъчение може да достигне милиони гигавати в секунда. Тъй като инфрачервените дължини на вълните са много къси, учените в KAUST трябвало да проектират микро-антени, подходящи за улавяне на тази топлина.

Чрез устройство за тунелиране, известно като метално-изолаторно-метален (MIM) диод електроните могат да преминат през малка бариера, въпреки липсата на енергията, която обичайно е необходима за това. Когато електроните преминават през тази бариера, те се превръщат в електрически постоянен ток.

Технологията може да бъде приложена при слънчевите фотоволтаични панели, които понастоящем събират само малък процент от потенциалната топлинна и светлинна енергия за превръщането й в електроенергия.

Макар да има още много работа по разработката, потенциалът й е огромен. „Това е само началото – доказателство за концепцията“, казва Атиф Шамим, водещ изследовател в проекта. „Бихме могли да имаме милиони такива устройства, свързани помежду си, за увеличаване на общото производство на електроенергия“.

Коментари

Напиши коментар

E-mail адресът Ви няма да бъде публикуван




*