В основе технологии лежит классический эффект Зеебека: электрический ток возникает в замкнутой цепи из разнородных материалов, если места их контактов находятся при разных температурах. Инновация же кроется в архитектуре теплообменников, которые создают этот градиент без каких-либо движущихся частей или затрат энергии.
С одной стороны генератора расположена кремниевая пластина, чья поверхность испещрена массивом острых микроконусов. Эта структура, подсмотренная учеными у глаза ночной бабочки, работает как идеальный поглотитель, захватывая до 95% падающего солнечного света и преобразуя его в тепло даже в пасмурную погоду. С противоположной стороны размещена пластина из диоксида кремния с усеченными конусами. Она действует с точностью до наоборот: почти не поглощая видимый спектр, она эффективно излучает накопленное тепло в узком инфракрасном диапазоне 8–13 мкм. Именно это «атмосферное окно» позволяет устройству беспрепятственно сбрасывать энергию в холодную темноту космоса, обеспечивая мощное пассивное охлаждение после захода солнца.
Полевые испытания прототипа подтвердили его стабильность. В разные времена года установка генерировала электричество непрерывно. Летом, когда разница между дневным нагревом и ночным выхолаживанием максимальна, КПД достигал пиковых значений. Зимой дельта температур сокращалась, что снижало выходную мощность, однако принципиального прекращения генерации не происходило.
По словам разработчиков, технология открывает путь к созданию по-настоящему автономных источников питания. Такие генераторы идеально подходят для оснащения датчиков Интернета вещей (IoT), метеорологических станций в удаленных районах, элементов «умного сельского хозяйства» и другой малой электроники, где замена батарей или прокладка кабелей питания экономически нецелесообразна или технически невозможна.
Читать TechDigest в Google
