地球以红外线辐射(热辐射)的形式源源不断地将从太阳吸收的能量释放到太空中。哈佛大学工程与应用科学学院的物理学家设想了一种设备,可以通过利用这种热辐射来发电。研究者对于这一设想的热动力学、可行性和技术要求的相关分析将于本周发表在《国家科学院院刊》上。
由于太阳辐射的作用,我们的地球比寒冷的外太空要温暖得多。研究者认为,以当前的科技发展水平,不久的将来我们就可以将这种热不平衡转化为直流电了。
应用物理学教授、哈佛大学工程与应用科学学院电气工程领域高级研究员费德里科·卡帕索(Federico Capasso)表示:“期初这一设想并不十分清晰。如何才能利用向寒冷太空中辐射的红外线来发电呢?‘通过发出光线而不是吸收光线来发电’是一个乍一听十分奇怪的想法。但是从物理学的角度来看,这是有可能的。这一设想是物理学在纳米尺寸上的的全新应用。”
挑战常规
卡帕索和他的研究团队提出的这一新设想类似于光电太阳能板。区别在于现在的太阳能板通过吸收可见光来发电,而卡帕索提出的设备则是通过发射红外光来发电。
哈佛大学工程与应用科学学院的博士后研究员史蒂文·伯恩(Steven J. Byrnes)指出:“太阳光蕴含能量,我们把这些能量收集起来,于是就有了太阳能电池。但事实上并没有这么简单。而通过发射红外光发电就更反直觉了。除非你进行一番数学计算,否则你永远不清楚这种方法究竟能产生多少电能或者是否有应用前景。”
结果证明,这种设备产生的电能虽然并不可观,但是值得一试。伯恩认为:“这种新设备可以和传统的太阳能电池组合起来,这样既可以在夜晚产生电能,又无需额外的安装费用。”