将电能转化为热能很随意马虎实现,但将热能转化为电能就比较难了。《运用物理评论》(Physical Review Applied)5月尾刊载的论文宣布,美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Laboratories)开拓了一种可以将废热转化为直流电的新型硅基装置(红外天线)。在专业加热灯(840摄氏度)照射下,每平方厘米装置的功率为8毫微瓦。这一成果将来或容许以用于航天任务。
项目的首席研究员、物理学家保罗·戴维斯(Paul Davids)说:“汽车发动机运行时会产生大量热量,但这些热量只能白白耗散。试想,如果能将发动机产生的热量转化为电能,用于稠浊动力汽车,那将是多么有实际意义的事情。我们创造了一种将废热转化为电能的新方法。这可能向着稠浊动力汽车更进一步,但还有很多事情要做。”戴维斯等希望在短期内制造一种紧凑的红外电源,或容许用于取代放射性同位素热电发电机(RTGs)。RTGs紧张用于为航天任务中无法得到足够阳光直射充电的传感器供电。
戴维斯等设计的装置紧张由三部分构成:上侧为铝制天线,中部为二氧化硅薄层,下侧为单质硅底座。全体红外天线的尺寸很小,大约为1/8英寸×1/8英寸,其顶部有铝刻蚀的条纹(铝天线),用于吸收红外辐射。中部是约为20个硅原子厚的二氧化硅薄层。红外辐射经铝天线导入该层。红外辐射在二氧化硅层产生快速振荡(每秒约50万亿次)。振荡经整流过程产生净直流电流。红外天线没有活动部件,不会涌现部件堵塞、弯折或断裂情形。此外,由于无需直接打仗热源,不会产生热应力。

目前,戴维斯等正动手该装置的改进事情:如用2D图案替代1D条纹(以接管所有偏振红外光),将整流层设计为全波整流,降落硅片厚度等。
编译:雷鑫宇 审稿:alone 编辑:程建兰
来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2018/07/180709120135.htm