НБК 19.02 20.02
USD 376.26 0.04 376.30
EUR 425.63 -0.41 425.22
НБК 19.02 20.02
RUR 5.68 0.00 5.68
CNY 55.61 0.02 55.63

Разработана технология превращения ИК-излучения Земли в электричество

Разработана технология превращения ИК-излучения Земли в электричество

Исследователи из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы (Саудовская Аравия) предложили технологию сбора излишков тепла, вырабатываемого Землей в виде высокочастотных электромагнитных волн, и их трансформации в электрический заряд при помощи квантового туннелирования.

Тепло, которое получает Земля от солнечных лучей, нагревает поверхность суши, океанов и атмосферу, а ее излишки в виде инфракрасного излучения тратятся впустую. Между тем, по оценкам экспертов, речь идет о миллионах гигаватт ежесекундно. Поскольку чтобы поймать инфракрасные короткие волны, требуются крошечные антенны. В их разработке как раз может помочь квантовое туннелирование.

«В мире не существует коммерчески доступных диодов, которые могли бы работать на таких высоких частотах, — говорит ведущий исследователь Атиф Шамим. — Вот почему мы обратились к квантовому туннелированию». Туннельный эффект — хорошо изученный феномен в квантовой физике, когда частица способна преодолеть барьер при том, что ее энергии на это не хватает. В классической физике этот эффект невозможен, как не может, например, мяч закатиться на холм без хорошего пинка. В квантовой физике мяч может подняться на холм благодаря соотношению неопределенностей. В случае наноантенны туннельный эффект позволяет электронам двигаться сквозь небольшой барьер, некое туннельное устройство вроде диода металл-диэлектрик-металл (МДМ-прибор), превращая инфракрасные волны в ток.

Ученые смогли создать антенну в форме галстука-бабочки, зажав тонкий слой диэлектрика между двумя металлическими «крыльями» из золота и титана. Такое устройство способно генерировать мощные электрические поля, которые необходимы для квантового туннелирования. Во время испытаний оно успешно улавливало ИК-излучение при нулевом приложенном напряжении, то есть включалось только при необходимости, сообщает Science Alert.

«Это только начало — проверка концепции», — говорит Шамим. Но со временем эта технология может принести ощутимую пользу. «Мы могли бы соединить миллионы таких устройств, чтобы увеличить объемы выработки электроэнергии», — добавляет он.