Вчені з Массачусецького технологічного інституту розробляють стратегію використання енергії, яка витрачається у багато систем викидів. У разі успіху це також може покращити ефективність фотоелектричних елементів.

інфрачервоного

Опубліковано 11.01.2016 18:21 Оновлено

З тих пір, як 130 років тому Томас Едісон запатентував першу комерційну лампочку розжарювання, людство безжально марнує енергію, щоб освітлюватись. Система базується на підвищенні температури нитки розжарювання, і переважна більшість її світла випромінюється в інфрачервоний, так що лише невелика частина дає нам видиме світло. З цієї причини Огнен Іліч та його команда з Массачусетського технологічного інституту (Массачусетський технологічний інститут) розробили систему, яка дозволила б відновити цю витрачену радіацію і переробляйте його для отримання більше енергії.

Ідея полягає в тому, щоб оточити гарячий об’єкт спеціальними нанофотонними структурами

Система, основи якої представлені в Nature Nanotechnology на цьому тижні, складається з оточення гарячого об’єкта спеціальними нанофотонними структурами. які дозволяють спеціально фільтрувати певні довжини хвиль. Пропускаючи видиме світло та відбиваючи інфрачервоне світло, система ще більше підвищує температуру і може отримати потужність. "Ключовим було створення фотонної структури, яка пропускає видиме світло і відбиває інфрачервоне світло з широкого спектру кутів", - пояснює Іліч. "Звичайні фотонні фільтри зазвичай працюють під одним кутом падіння. Завданням для нас було розширити бажані оптичні властивості у всіх напрямках.".

Крім того, щоб система працювала в оптичних умовах, авторам дослідження довелося перепроектувати нитки розжарювання з нуля. "У звичайній лампочці нитка розжарення - це довгий і скручений шматок вольфраму", - говорить Пітер Бермель, співавтор роботи. "Тут нитка є плоскою вольфрамовою пластиною різьблений лазером: він повністю плоский ". Це збільшує площу падіння та ефективність реабсорбуючого світла, відбитого фільтром.

Прототип, розроблений дослідниками MIT, за своєю ефективністю близький до деяких світлодіодних ламп і пропонує багато можливостей для вдосконалення. Однією з переваг є те, що матеріали, які вони використовують, рясні та дешеві, а стратегія переробки світла може бути застосована до термо-фотоелектричних технологій. "Світло, випромінене від гарячого предмета, може бути цілком корисним, незалежно від того, походить воно від розжареної нитки або від Сонця.", робить висновок Іліч.

Довідково: Пошиття високотемпературного випромінювання та воскресіння джерела розжарювання (Nature Nanotechnology) DOI: 10.1038/NNANO.2015.309