Ученые изобрели устройство на основе углеродных нанотрубок, способное превращать тепловое излучение в узкий пучок света, который затем можно преобразовать в электроэнергию.

Инфракрасное излучение - компонент солнечного света, который переносит тепло, но это лишь небольшая часть электромагнитного спектра. Любая горячая поверхность испускает тепло в виде инфракрасного излучения. Проблема в том, что оно широкополосное, в то время как преобразование света в электричество эффективно только в узком диапазоне длин волн.

Чтобы решить проблему эффективного получения электричества из теплового излучения, ученые создали новый материал на основе углеродных нанотрубок. Он собирает инфракрасное излучение в широком диапазоне длин волн (который, как правило, составляет около четырех микрометров) и преобразует его в видимый свет.

Пленки из нанотрубок оказались проводниками, которые поглощают отработанное тепло и превращают его в узкополосные фотоны. «Выравнивание» трубок в таких пленках в одном направлении приводит к тому, что электроны начинают течь строго в одном направлении - как в металле при его включении в электрическую цепь. Такой эффект называется гиперболической дисперсией. Тепловые фотоны могут попасть на пленку с любого направления, но выйти из нее способны только через один конец.

Изображение нового материала, полученное с помощью сканирующей электронной микроскопии /©Университет Райса

Исследователи из Университета Райса, которые создали этот материал, продемонстрировали его работоспособность при температурах до 700 градусов Цельсия. Ученые также посчитали, что, если интегрировать материал в существующие солнечные батареи, их эффективность удастся повысить на 22%. А теоретический прогноз говорит о том, что этот показатель можно увеличить и до 80%.