Идеальная машина

Учёные Стэнфордского университета ухитрились создать устройство, которое через одну рабочую поверхность одновременно собирает видимый солнечный свет, превращая его в тепло, и отдаёт инфракрасное излучение в диапазоне волн 8-13 мкм. ИК-диапазон выбран так, чтобы излучение свободно проходило через атмосферу, не задерживаясь облачностью.

Результаты испытаний опытного образца впечатляют: приёмник излучения нагрелся до температуры, на 24 °C превышающей температуру окружающей среды, а передатчик - охладился относительно неё на 29 °C.

С теоретической точки зрения, в Стэнфорде пытались создать идеальные условия для эксплуатации тепловой машины, которая дистанционно задействует гигантскую разницу температур между солнечной короной (примерно 5500 °C) и межзвёздным пространством (порядка -270 °C). Примечательно, что подобная машина сможет, теоретически, обеспечивать эффективность до 88%, выдавая удельную мощность около 1400 Вт/кв. м.

Тепловой излучатель из нитрида кремния находится в вакуумной камере. Прозрачная для ИК-лучей верхняя панель (на рисунке - круглая пластина в руках учёного) изготовлена из селенида цинка (ZnSe) - материала, используемого в производстве инфракрасных линз. Для удешевления конструкции учёные Стэнфорда ищут материал на замену. Главные кандидаты - кремний и германий. При этом обе поверхности полупроводниковых пластин должны иметь просветляющие ИК-покрытия. Конечно же, на подобных тонкостях можно не заморачиваться, расположив солнечный коллектор и ИК-излучатель рядом. Тогда конструкция существенно упростится, паразитный теплоперенос резко уменьшится, но будет потеряна половина рабочей площади и увлекательная научная задача станет малоинтересной.

Учёные из Стэнфорда отмечают, что тепловой приёмник можно заменить фотоэлектрической солнечной панелью, получая не только тепло, но и электрический ток. При этом солнечную панель придётся модифицировать, исключив зеркальный отражатель с тыльной стороны и предусмотрев какой-то новый способ подсоединения контактов.