Китайские учёные разработали элемент, который генерирует электричество из тепла даже в темноте

Исследования в Китае демонстрируют значительные достижения в сфере возобновляемой энергии. В настоящее время китайские учёные разрабатывают потенциально революционную технологию, способную изменить подход к производству электроэнергии. Команда из Китайской академии наук создала герметичный гидроэлектрический элемент (HHC), который способен постоянно генерировать электроэнергию, используя окружающее тепло и при этом практически не расходуя воду, сообщает hdblog.it.

Фото: ФИЦ КНЦ СО РАН by Анастасия Тамаровская, https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Эксперимент

Этот прорыв может значительно опередить существующие технологии, так как преодолевает одно из основных ограничений традиционных солнечных элементов — зависимость от солнечного света. Новая ячейка способна работать круглосуточно, даже при полной темноте, что открывает новые возможности для энергоснабжения в удалённых или особо неблагоприятных регионах.

Технология основана на уникальном и эффективном принципе. Внутри ячейки используется генерационный блок из технического углерода и абсорбирующей бумаги, комбинированный с гетерогенным слоем, который обеспечивает непрерывный поток воды через капиллярную систему. Небольшие изменения температуры окружающей среды, которые обычно считаются проблемой для других энергосистем, здесь становятся преимуществом, облегчая процесс испарения и способствуя генерации энергии.

Результаты испытаний превзошли ожидания: элемент смог стабильно производить электроэнергию в течение 160 часов подряд при минимальном потреблении воды. Этот аспект делает его особенно подходящим для использования в пустынных регионах или в местах с ограниченными водоснабжением.

Одним из интересных находок исследования стало влияние интенсивного освещения на устройство. Учёные обнаружили, что повышенное освещение может улучшить работу элемента. Это связано с тем, что технический углерод в устройстве поглощает свет, усиливая внутренний градиент влажности за счёт фототермического эффекта и, таким образом, увеличивая производство электроэнергии.

Ключевая инновация этой технологии заключается в подходе к внутреннему циклу. Колебания температуры, обычно считающиеся проблемными для систем выработки энергии, здесь используются положительно для создания циркуляции в замкнутом цикле, обеспечивающей непрерывное производство энергии. Это знаменует собой значительный сдвиг в концепции устойчивых энергетических систем.

С практической точки зрения данная технология предлагает ряд преимуществ: низкие затраты на производство, простоту доступа и, прежде всего, возможность использовать практически неисчерпаемый источник энергии, такой как окружающее тепло. Превращение этой низкопотенциальной энергии в полезную электроэнергию является значительным достижением для энергетического сектора.

Исследователи с оптимизмом смотрят на возможное применение этой технологии и надеются, что их работа стимулирует дальнейшие инновации в этой области. При стабильном производстве и минимальном потреблении воды это решение может стать конкретным ответом на энергетические потребности различных регионов, особенно удалённых или испытывающих экстремальные условия окружающей среды. Для желающих узнать больше исследование было опубликовано в журнале Nature Communications.

В заключение стоит отметить, что эта технология не единственная, движущаяся в данном направлении. Несколько недель назад было сообщено, что группа учёных из Университета Нового Южного Уэльса разработала систему, обещающую обеспечить электроэнергией дома в ночное время с использованием солнечной энергии. В этом случае применяется принцип терморадиационной генерации энергии.

Уточнения

Со́лнечная батаре́я или солнечная фотоэлектрическая панель — объединение фотоэлектрических преобразователей (фотоэлементов) — полупроводниковых устройств, прямо преобразующих солнечную энергию в постоянный электрический ток, в отличие от солнечных коллекторов, производящих нагрев материала-теплоносителя.