Прорыв в термофотовольтаике (TPV) - КПД превысил 40%
Порядка 90% электричества на Земле получается в процессе преобразования тепла от сжигания ископаемого топлива и ядерных реакций или накопления солнечной энергии. Все эти процессы происходят с использованием сложного оборудования, которое подвержено износу. Учёные из Массачусетского технологического института и лаборатории NREL предложили удивительную альтернативу всему этому — твердотельные тепловые двигатели без движущихся частей с рекордным КПД.
«Одним из преимуществ твердотельных преобразователей энергии является то, что они могут работать при более высоких температурах с меньшими затратами на обслуживание, потому что у них нет движущихся частей, — сказал один из ведущих авторов исследования. — Они просто сидят там и надежно генерируют электроэнергию».
Учёные использовали полупроводниковые материалы, из нескольких слоёв которых создали термофотоэлектрический элемент(thermophotovoltaic, TPV) похожий на фотоэлектрические элементы обычной солнечной батареи. Как и в солнечном элементе, слои термофотоэлектрического элемента поглощали фотоны только не видимого света, а испускаемые раскалённым материалом-накопителем.
Первый слой предложенного американскими учёными TPV-элемента поглощал фотоны с самой высокой энергией, второй — с заметно меньшей, а третий слой — в виде золотой пластины — отражал остаточное тепловое излучение обратно в накопитель тепла, не давая ему утекать без пользы наружу. Опытный элемент со сторонами 1 см показал рекордное для твердотельных тепловых двигателей КПД — более 40%, что выше, чем в среднем для обычных генераторов на паровых турбинах(35%).
Добиться высокой эффективности помог переход на термофотоэлектрические элементы, работающие в диапазоне температур от 1900 до 2400 °C. Для ранее предложенных TPV-элементов с меньшей температурой теплоносителя КПД был не выше 20%.
По подсчётам учёных, электростанция на предложенном принципе будет коммерчески выгодной с площадью элементов от 1000 м2. Накопителем тепла может быть графит, раскаляемый солнечным излучением. Ночью и в пасмурные дни тепло можно будет превращать в электричество простым включением термофотоэлектрических элементов в сеть. Эта технология сделает мир без вредных выбросов в энергетике, уверены учёные.
В феврале 2000-го года ушел из жизни выдающийся ученый и основатель нашего журнала Никита Николаевич Моисеев. Публикуем статью написанную его учеником — Владимиром Александровым, по следам событий 1983 года, когда группа советских ученых была приглашена вместе со своими американскими коллегами выступить в сенате США и официально засвидетельствовать прогнозы о климатических и других глобальных последствиях ядерной войны.Никогда — ни до, ни после этих событий, российских ученых не приглашали давать официальные показания в высшем законодательном органе США.
В декабре человечество, наконец, получило то, чего ученые-астрономы ждали почти вечность: точное расстояние от Земли до звезд. Однако, как часто бывает в науке, новые данные породили предположение о наличии ранее неизвестной загадки, решение которой может стать«открытием века».
