Создано устройство, чтобы добывать электричество из холода космического вакуума. Ученым впервые удалось продемонстрировать возможность генерации измеримого количества электричества с помощью инфракрасных диодов из разницы температуры на нашей планете и в космическом пространстве. Они создали прототип такого устройства, которое направлено в небо и генерирует электрический заряд.

«Огромность Вселенной является термодинамическим ресурсом, – говорит Шанхуи Фань, автор статьи, опубликованной в журнале American Institute of Physics. – С точки зрения оптоэлектронной физики существует весьма элегантная симметрия между получением приходящего теплового излучения и получением исходящего излучения».

В отличие от солнечной батареи, которая получает энергию за счет фотонов, порождаемых Солнцем, новое устройство улавливает тепловое излучение, уходящее ночью с нагретой поверхности. Для того чтобы устройство могло отдавать тепло, ученые использовали большое параболическое зеркало.

В фокусе зеркала находился фотодиод, который днем работал как солнечный фотоэлемент, а ночью остывал за счет испускания инфракрасных лучей в ночное небо. Температура фотодиода в результате оказывалась ниже, чем у нагревшейся за день металлической подложки под ним. Этой разницы оказалось достаточно для получения электричества. «Объем энергии, который нам удалось получить в рамках данного эксперимента, пока что намного ниже теоретического предела», – говорит Масаши Оно, другой автор статьи.

Ученые выяснили, что их фотодиодное устройство генерировала заряд с плотностью 64 нановатта на квадратный метр. Это очень слабый заряд, но он доказывает, что такая генерация практически возможна. Как указывают авторы, с улучшением квантовых оптоэлектронных свойств материалов, используемых в таком устройстве, мощность генерации может быть значительно повышена. По их подсчетам, она может быть теоретически доведена до 4 ватт на квадратный метр, что примерно в миллион раз превысит ныне достигнутый результат. Для сравнения – современные солнечные панели генерируют 100-200 ватт на квадратный метр. Как замечает Шанхуи Фань, этот принцип можно использовать и при сборе излучаемой нагретыми машинами и оборудованием тепловой энергии. В настоящее время он и его коллеги сосредоточили усилия на улучшении КПД созданной им экспериментальной установки.