Os pesquisadores estudaram o gerador de temperatura solar (Stegs) como uma fonte promissora de geração de energia solar em busca de independência energética. Ao contrário da Photoboltike usada na maioria dos painéis solares, os Stegs podem usar todos os tipos de energia térmica, além da luz solar. Os dispositivos gerais são quentes e frios nos materiais semicondutores, e a diferença de temperatura entre os lados produz eletricidade através de um evento físico conhecido como SEBAC.
No entanto, o STEG atual tem grandes limitações de habilidades, para que eles os impeçam de serem mais amplamente aceitos como uma forma prática de produção de energia. Nesse ponto, a maioria dos geradores termolétricos solares converte menos de 1 % da luz solar em eletricidade do que cerca de 20 % para os sistemas de painéis solares residentes.
Essa lacuna de eficiência foi dramaticamente reduzida por novas técnicas desenvolvidas por pesquisadores do Instituto de Optics da Universidade de Rochester. Publicado em um estudo Iluminação: Ciência e AplicaçõesA equipe descreve seus métodos exclusivos de engenharia de espectro e gerenciamento térmico para criar um dispositivo STEG que produz 15 vezes mais energia que o dispositivo anterior.
“Durante décadas, a comunidade de pesquisa se concentra na melhoria de materiais semicirculares usados nos Stegs e obteve um pouco de lucro”, disse Chunley Guo, professor de ótica e física, no laboratório de Rochester para a Energetics Laser. “Neste estudo, nem tocamos os materiais semicondutores – em vez disso, nos concentramos nos lados de aquecimento e frio do dispositivo com a exclusão do melhor calor, o aquecimento até o aquecimento até o calor do calor e a captura do calor que fizemos uma melhoria maravilhosa no calor”.
Os novos stegs de alto nível de estar foram feitos engenheiros com três técnicas. Primeiro, no lado aquecido de Steg, os pesquisadores usaram uma tecnologia metálica preta especial desenvolvida no laboratório do Geo para absorver o tungstênio para absorver a luz nos comprimentos de onda solar. As estruturas em nanoescala com fortes pulsos de laser de famotoscond em superfícies metálicas aumentam a absorção de energia do material da luz solar, além de reduzir a perda de calor em outros comprimentos de onda.
Em segundo lugar, os pesquisadores “cobriram o black metal com uma peça de plástico para criar uma mini estufa como uma fazenda”, disse Guo. “Você pode reduzir a síntese e a condutividade para obter mais calor preso, aumentando a temperatura em direção ao calor”.
Até o final, no lado frio de Steg, eles novamente usaram pulsos a laser femininos, mas desta vez em alumínio, um dissipador de calor com pequenas estruturas que melhoram o desperdício de calor através da radiação e síntese. Esse processo dobra o desempenho legal de um simples despectivo de acerto de alumínio.
No estudo, Guo e sua equipe de pesquisa fizeram uma demonstração simples sobre como seus Stegs poderiam ser usados para serem levados de maneira mais eficaz do que a abordagem atual. A Guo diz que a tecnologia também pode ser usada para fornecer sensores sem fio para a Internet das Coisas, dispositivos de uso de combustível ou servir como sistema de energia renovável fora do grupo nas áreas rurais.
A National Science Foundation, o Fujhab e o Instituto de Ciência de Dados e a Inteligência Artificial Goargen apoiaram a pesquisa.
