Oczywiście nic nie jest nieskończone, ale na skalę planetarną i ludzką możemy to rozważyć w ten sposób ... ponieważ miliony gigawatów i tak nie są złe !!
Co jeśli nieskończona, czysta i darmowa energia pochodzi z promieniowania podczerwonego?
Promienie podczerwone, które przechodzą przez Ziemię, mogą zostać przekształcone w energię dzięki nowemu procesowi opartemu na „efekcie tunelowania kwantowego”.
Saudyjscy naukowcy właśnie odkryli sposób na odzyskanie ciepła z promieniowania podczerwonego i przekształcenie go w czystą, odnawialną energię. W swoim badaniu opublikowanym w Materials Today Energy wyjaśniają, że osiągnęli ten wyczyn dzięki małym antenom działającym dzięki „efektowi tunelu”, zjawisku wynikającemu z mechaniki kwantowej.
Aby w pełni zrozumieć znaczenie ich odkrycia, musimy najpierw przypomnieć kilka faktów. Większość światła słonecznego docierającego do powierzchni Ziemi jest pochłaniana przez gleby, oceany i atmosferę, która ogrzewa Ziemię. To ocieplenie powoduje stałą emisję promieniowania podczerwonego. Eksperci szacują, że promieniowanie to wytworzy miliony gigawatów., Dla porównania, najpotężniejsza we Francji elektrownia jądrowa Gravelines produkuje megawaty 5460.
„Panele słoneczne 24 godziny na dobę”
Celem naukowców z Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha (KAUST) w Arabii Saudyjskiej było wykrycie tego promieniowania i „wychwycenie” go w celu przekształcenia go w elektryczność. Zainteresowanie? „W przeciwieństwie do energii z paneli słonecznych, które są ograniczone przez światło dzienne i warunki pogodowe, energia cieplna z podczerwieni może być gromadzona przez całą dobę” - mówi Atif Shamin, główny autor badania, strona uniwersytetu saudyjskiego. „Możliwość pozyskania tej energii może całkowicie zrujnować sektor energii odnawialnej” - dodają naukowcy w swoich badaniach.
Co jest dobre, ponieważ właśnie znaleźli rozwiązanie. „Jednym ze sposobów na to jest traktowanie ciepła podczerwonego jak fal elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości. Za pomocą odpowiednich anten przechwycone fale są wysyłane do diody półprzewodnikowej, która przekształca sygnał AC [ „fala] w prądzie pozwalającym na ładowanie baterii lub innego sprzętu elektrycznego”, szczegóły Atif Shamin.
Anteny nanoskopowe
Oczywiście cała trudność projektu polegała na koncepcji tych słynnych „anten prostowniczych” [anten zdolnych do przekształcania energii o częstotliwości radiowej w prąd stały]. "Emisje podczerwieni mają tak krótkie fale, że potrzebne są mikroanteny, a raczej nanoskopowe [jednej miliardowej części metra]", kontynuuje badacz. Jasny? Przechwytywanie tych fal wymaga anten całkowicie niewidocznych gołym okiem, znacznie mniejszych niż milimetr.
Do tej pory naukowcy nie mieli na świecie urządzenia zdolnego do przekształcenia tych fal w elektryczność. I dlatego zwrócili się do urządzenia wykorzystującego efekt tunelu, bardzo powszechne zjawisko w mechanice kwantowej.
Najprostszym przykładem na zrozumienie tego jest piłka wspinająca się na wzgórze. W fizyce klasycznej, jeśli kula nie była napędzana wystarczającą ilością energii, nie podnosi się. Ale w fizyce kwantowej piłka może przejść pod wzgórze, nawet przy ograniczonej energii, dzięki zasadzie niepewności, która ma zastosowanie do świata nieskończenie małego.
Wykorzystując to zjawisko, naukowcy zbudowali w specjalnym laboratorium nano-diodę zdolną do przekształcania fal podczerwonych w energię, dzięki której elektrony przechodzą przez małą barierę. Wystarczyło, że stworzyli anteny zdolne do wytworzenia pola magnetycznego wystarczająco silnego, aby „przepchnąć” elektrony przez barierę, co można porównać do „wzgórza” z poprzedniego przykładu.
„Dowód, że koncepcja działa”
„Najtrudniejsze było nałożenie dwóch ramion naszej anteny w nanoskali [które utrzymywały barierę w środku urządzenia]” - mówi Gaurav Jayaswal, inny badacz z Uniwersytetu KAUST. ponieśliśmy sukces."
W rezultacie naukowcy byli w stanie przekształcić promieniowanie podczerwone w energię. Oczywiście ich prototyp nie jest jeszcze w stanie dostarczyć światu elektryczności, Arabii Saudyjskiej ani nawet telefonu komórkowego. „Jesteśmy na samym początku, to tylko dowód na to, że koncepcja działa”, przyznaje Atif Shamim. Ale produkując miliony ich czujników mini-fal, „wtedy moglibyśmy poprawić globalną produkcję energii elektrycznej” - ma nadzieję. Kolejny krok w kierunku uniezależnienia się od paliw kopalnych.
Hej bin zamis, jeśli to naprawdę działa (zrównoważony rozwój?) I wdrożenie go nie będzie zbyt drogie, to będzie nowa rewolucja przemysłowa!