نمونه اولیه ژنراتوری که انرژی را از “تاریکی کامل” جذب می کند
روشی که ما انسان ها با آن انرژی استخراج کرده ایم، مسیری طولانی را طی کرده است. اجداد ما مواد آلی (چوب، موم و یونجه) را آتش می زدند و یا از انرژی جنبشی جریان آب و هوا بهره می گرفتند. به لطف پیشرفت های علم و فناوری، امروزه جامعه ما به تنوع بیش تر منابع انرژی مانند سوخت های فسیلی (زغال سنگ، نفت و گاز طبیعی)، انرژی های تجدید پذیر (انرژی خورشیدی و باد) و هسته ای دسترسی پیدا کرده است.
به تازگی، تیمی از محققان دانشگاه استنفورد در کالیفرنیا لس آنجلس اعلام کردند دستگاه جدیدی تولید کرده اند که می تواند با استفاده از فرآیند گریز گرما در طول شب برق تولید کنند، که این امر به معنای واقعی کلمه مکش انرژی از محیط اطراف خود است.
این نمونه اولیه از دستگاه، که قادر به روشن کردن یک لامپ LED کوچک است، در واقع شباهت های خاصی با پنل های خورشیدی دارد، حتی اگر به نظر می رسد راه های عملکرد آن ها “روز و شب” با هم متقاوت هستند.
در داخل پنل خورشیدی، قطعات نیمه رسانا، قادر به ایجاد پتانسیل الکتریکی در هنگام قرار گرفتن در معرض نور خورشید هستند. جذب انرژی فوتونی باعث تحریک الکترون ها شده و آن ها را به حالت پر انرژی تر وارد می کند.
بسته به نوع نیمه رسانا، یک الکترون برانگیخته می تواند در داخل ماده باقی بماند یا فرار کند. اولی به عنوان اثر فوتوالکتریک شناخته شده است و دومی اثر فتوولتائیک نامیده می شود که مکانیسم برداشت انرژی پانل های خورشیدی است.
نوشته مرتبط : محققین راهی برای انتقال اطلاعات از طریق موسیقی یافتند
علاوه بر این از طریق برانگیختگی مستقیم الکترون ها می توان اثر فتوولتائیک را هنگام گرم شدن یک نیمه هادی مشاهده کرد که باعث ایجاد شیب دما می شود.
ژنراتورهای حرارتی، مانند نمونه تولید شده توسط دانشمندان کالیفرنیا می توانند با بهره گیری از شیب حرارتی، جریان های الکتریکی تولید کنند، پدیده ای به نام اثر سیبک (به نام کاشف و فیزیکدان توماس یوهان سیبک نامگذاری شده است).
درمورد منبع گرما، تنها کافیست به زیر پاهای خود توجه کنید. پس از یک روز کامل تابش نور خورشید، زمین گرم شده و دمای آن از اتمسفر بیش تر می شود. در طول شب این گرما از طریق اثر خنک کننده تابشی، می گریزد.
انسان ها برای بهره گیری از این پدیده، تاریخ طولانی دارند. به عنوان مثال، در هند باستان مردم یک روش تبرید بدون استفاده از برق اختراع کردند: آن ها با قرار دادن یک سینی سرامیکی سطحی پوشانده شده با یک لایه نازک از آب در زیر آسمان شب، یخ می ساختند. انتقال گرما از آب به محیط با استفاده از همرفت، به اندازه کافی سریع انجام می شد تا آب بتواند در طول شب یخ بزند.
محققان امیدوارند که طراحی آن ها بتواند مشکل صفحات خورشیدی را که تنها در زیر نور خورشید عمل کرده و در شب کار نمی کند، برطرف کنند. باتری ها می توانند برای ذخیره انرژی و کاهش مشکلات استفاده شوند اما ارزان نیستند. همچنین استفاده از فلز نادر برای مواد نیمه رسانا در پنل های خورشیدی باعث می شود تا مقرون به صرفه تر و سازگار با محیط زیست نباشند.
دانشمندان با پیشرفت دستگاه های نمونه اولیه خود در آینده، معتقدند که بتوانند راندمان تولید برق را بالا برده و این میزان را تا نیم وات در هر متر مربع از دیسک به ارمغان بیاورند، این امر به سیستم اجازه می دهد تا با نور حاصل از آن در طول شب خانه روشن بماند.
مرجع
