Інженери з Каліфорнійського університету в Берклі представили новий фотоелектричний двигун для дронів, який дозволить їм літати кілька днів без підзарядки — проти кількох годин зараз. Завдяки використанню дзеркала та нагрівального елементу американським вченим вдалося підвищити ефективність фотоелектричної установки майже до 30%. Це відкриває шлях до створення компактних джерел енергії для будинків та космічних апаратів.
Дослідники створили двигун на основі термофотоелектричних компонентів — надлегких альтернативних джерел живлення, які дозволяють отримувати енергію від перетворення тепла та світла. Інженери встановили, що ключем до підвищення ефективності сонячних елементів є не поглинання більшої кількості фотонів світла, а їх випромінювання.
Створений дослідниками фотоелектричний двигун перетворює тепло в електрику з ефективністю у 29%. Розрахунки показують, що збільшення відбивної здатності простого золотого дзеркала здатне підвищити ефективність установки ще сильніше — до 36%. А в майбутньому, інженери планують підвищити цей показник до 50%, що дозволить дронам з термофотоелектричними установками літати без підзарядки до декількох днів поспіль.
Ще у 2011 році команда продемонструвала, що розміщення дзеркал з високою відбивною здатністю на задній панелі фотоелемента може значно збільшити ефективність установки. Зростання напруги відбувається за рахунок створення щільного інфрачервоного фотонного газу всередині сонячного елемента.
Нове дослідження підтвердило можливість використовувати для генерації фотони, у яких занадто мало енергії для прямого виробництва електрики. Дзеркало може направляти їх на розігрів фотоелемента, який випускає фотони з високою енергією. Ці високоенергетичні частинки дають шанс на виробництво додаткової електрики.
Цей прорив буде мати величезне значення для всієї галузі. Наприклад, безпілотні літальні апарати, забезпечені такими установками, зможуть літати протягом декількох днів. Крім того, технологія дозволить живити апарати для дослідження далекого космосу, а в майбутньому — і будинків на Землі від генератора розміром зі смартфон.
