Nem csak félvezetők: a hőszabályozás forradalma
A jelenlegi napenergiás termoelektromos generátorok messze elmaradnak a napelemektől: ezek átlagosan kevesebb mint 1%-ban alakítják át a napfényt elektromos árammá, míg a lakossági napelemek nagyjából 20%-os hatásfokkal működnek. A STEG lényege, hogy két oldalán egy-egy forró és hideg rész található, közöttük félvezető réteggel. A Seebeck-effektus révén az oldalak közti hőmérséklet-különbség hoz létre elektromosságot.
A Rochesteri Optikai Intézet csapata három forradalmi módszerrel drámaian növelte meg a hatékonyságot. Először is, a forró oldalra egy speciális fekete fémet vittek fel, amelyet femtoszekundumos lézerrel mintáztak meg, így az anyag a napfény hullámhosszán szelektíven és intenzíven elnyeli a sugárzást, miközben más tartományokban kevésbé sugároz hőt.
Üvegházhatás műanyaggal, hűtés nanostrukturált alumíniummal
A további hőmegtartás érdekében a fekete fémre egy átlátszó műanyag réteg került, üvegházhatást utánozva: ez minimálisra csökkenti a hőveszteséget, így még jobban felmelegíti a forró oldalt. A hideg oldalon szintén lézert alkalmaztak, ezúttal alumíniumon, hogy nanoszerkezetű hűtőbordákat hozzanak létre. Ennek eredményeként a hőelvezetés a hagyományos alumíniumhoz képest megduplázódott.
Kis méret, nagy lehetőség: Mi haszna lesz belőle?
Az új, szuperhatékony STEG egyszerű laboratóriumi kísérletben sokkal nagyobb áramot generált LED-ek működtetéséhez, mint a korábbi változatok. A kutatók szerint a technológia nemcsak világítástechnikai eszközök, hanem vezeték nélküli szenzorok, hordozható kiegészítők vagy elzárt, hálózaton kívüli (off-grid) környezetben használható megújuló energiaforrások táplálására is kiváló lehet. 0,45 kg tömegű fémet használtak 1 font helyett, ami arra utal, hogy az újítás különösen könnyű és kompakt rendszerekbe is átültethető. A mesterséges intelligencia (MI) vezérelte innováció tovább gyorsíthatja az áttörést.
