Разработанное учеными устройство, использующее углеродные нанотрубки, преобразует тепловое излучение в сфокусированный луч света, который, в свою очередь, может быть использован для генерации электроэнергии.
Инфракрасное излучение является частью солнечного света и переносит тепло, однако оно представляет собой лишь незначительную его составляющую в электромагнитном спектре. Тепло от любой горячей поверхности излучается в виде инфракрасного излучения. Сложность заключается в том, что это излучение имеет широкий спектр, в то время как преобразование света в электричество эффективно функционирует только в узком диапазоне длин волн.
Чтобы найти решение задачи эффективного преобразования теплового излучения в электричество, 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.
Нанотрубчатые пленки выступают в роли проводников, поглощающих отработанное тепло и преобразующих его в узкополосные фотоны. Ориентация нанотрубок в одном направлении в этих пленках обуславливает направленное движение электронов, подобно току в металле при замыкании цепи. Этот феномен известен как гиперболическая дисперсия. Тепловые фотоны могут воздействовать на пленку с любой стороны, однако покинуть ее способны только через определенный конец.
Созданный исследователями из Университета Райса материал проявил работоспособность при нагревании до 700 градусов Цельсия. По мнению ученых, его интеграция в существующие солнечные батареи позволит повысить их эффективность на 22%. Кроме того, теоретические расчеты указывают на возможность увеличения этого показателя до 80%.