Tarptautinėje arenoje pasirodė technologija, kuri atrodo kaip paprasta tabletė, bet iš tikrųjų yra produktas, galintis įveikti fizines ribas. Ji atsirado kaip atsakas į intensyvias žmonijos pastangas ieškoti naujų ir tvarių energijos gavimo būdų. Iš tikrųjų tiek energijos naudojimas, tiek jos gamyba yra labai svarbūs visuomenei dėl keleto priežasčių.
Pirma, energija reikalinga optimaliam įvairių pagrindinių pramonės šakų ir paslaugų, tokių kaip apšvietimas, šildymas, transportas, ryšiai, prekių ir paslaugų gamyba, funkcionavimui. Be energijos daugelis šių veiklų taptų praktiškai neįmanomos.
Be to, tai, kaip gaminame ir naudojame energiją, daro didelį poveikį aplinkai ir piliečių sveikatai. Šiuo metu didžiąją dalį naudojamos energijos gauname iš neatsinaujinančių šaltinių, tokių kaip nafta, gamtinės dujos ir anglis. Visi šie šaltiniai yra riboti ir degina šiltnamio efektą sukeliančias dujas.
Tačiau pasaulyje įgyvendinama vis daugiau atsinaujinančiųjų išteklių projektų, o tokios technologijos, kaip ši „piliulė“, gali iš esmės pakeisti energetikos kraštovaizdį.
Ši „piliulė“ nepaiso fizikinių ribų ir įveikia vieną didžiausių žmonijos problemų.
Šiomis aplinkybėmis Kolorado Boulderio universiteto inžinierių grupė sukūrė naują technologiją, galinčią atliekinę šilumą paversti elektra, paneigiančią iki šiol žinomas fizikines šiluminės fizikos ribas. Šiems Paul M. Rady Mechanikos inžinerijos katedros specialistams, Cui tyrimų grupei, vadovavo docentas Longji Cui.
Jis savo darbą atliko bendradarbiaudamas su Nacionaline atsinaujinančios energijos laboratorija (NREL) ir Viskonsino-Medisono universitetu. Jų išvados buvo paskelbtos žurnale „ Energy & Environmental Sciences“.
Tyrimai gali sukrėsti gamybos pramonę, nes padidins elektros energijos gamybą nenaudojant aukštos temperatūros šilumos šaltinių ar brangių medžiagų.
Toks prietaisas galėtų kaupti švarią energiją, mažinti anglies dioksido išmetimą ir panaudoti atliekinę šilumą, gaunamą iš geoterminių ir saulės elektrinių visame pasaulyje. Elektros energijos gamybos būdas toli gražu nepanašus į tai, ką esame įpratę matyti tokiuose projektuose kaip ši vėjo turbina, kuri pagreitina vėją ir padaugina elektros energijos.
Ši „piliulė“ pakartotinai panaudoja šilumą elektrai gaminti.
Pramoniniuose procesuose, vykstančiuose aukštoje temperatūroje, ir kai kuriuose atsinaujinančiosios energijos panaudojimo metoduose naudojamos šiluminės konversijos sistemos, vadinamos termofotovoltaika (TPV). Tai prietaisai, kurie šilumos šaltinių šiluminę energiją paverčia elektros energija.
Tačiau iki šiol jie turėjo vieną apribojimą: Planko šiluminio spinduliavimo dėsnį. Tai pagrindinis šiluminės fizikos principas, kuris riboja šiluminės energijos kiekį, kurį galima panaudoti tam tikroje temperatūroje.
Atsižvelgdama į tai, Kolorado Boulderio universiteto komanda sukūrė svarbų TPV įrenginį, nes tai kompaktiškas įrenginys, įveikęs šį fizikinį trūkumą. Ši naujovė leido padvigubinti galios tankį, kuris buvo pasiektas naudojant tradicines TPVkonstrukcijas.
Ši tabletė įveikė fizikinę ribą, kuri buvo laikoma neįveikiama.
Siekdama sunaikinti šią ribą, komanda į konstrukciją integravo „nulinės tuščios erdvės“ sprendimą. Įprastuose TPVmodeliuose tarp šilumos šaltinio ir saulės elemento naudojama tuščiavidurė arba dujų prisotinta erdvė. Tačiau šiame naujajame modelyje naudojama izoliacinė, didelio indekso, infraraudonųjų spindulių skaidraus stiklo tarpinė.
Ši medžiaga sukuria didelės galios tankio kanalą, kuris leidžia šilumos bangoms sklisti per prietaisą be energijos nuostolių, taip gerokai padidinant elektrinę galią. Be to, stiklas yra nebrangus ir prieinamas šaltinis, todėl šis įrenginys yra ekonomiškai pagrįsta alternatyva.
Jis leidžia dirbti žemesnėje temperatūroje, suderinamoje su dauguma pramoninių mechanizmų. Ambicingiausias jo pritaikymas būtų nešiojamųjų elektros generatorių varymas ir prisidėjimas prie daug anglies dioksido išmetančių pramonės šakų dekarbonizacijos proceso.
Šiuo metu ši tabletė yra užpatentuota, o jos potencialas vertinamas optimistiškai. Kol ji bus įgalinta, pasaulis pasikliauja šiuo aštuonkampiu saulės kolektoriumi, pristatomu kaip energetikos ateitis.
