Похоже, что нас ждёт ещё одна революция в энергетике. Как известно, Земля получает энергию от Солнца. Однако на нагрев поверхности суши, океанов и атмосферы тратится лишь часть. Остальное в виде инфракрасного излучения выбрасывается в космос. А это, на минуточку, миллионы гигаватт бесплатной энергии.

И вот исследователи из Научно-технологического университета им. короля Абдаллы (Саудовская Аравия) предложили технологию сбора излишков тепла. Она, как утверждается, позволит преобразовать тепло в электричество при помощи квантового туннелирования. Дело в том, что для работы с ИК-диапазоном требуются очень маленькие антенны. Исследователи смогли создать такие устройства.

В мире не существует коммерчески доступных диодов, которые могли бы работать на таких высоких частотах. Вот почему мы обратились к квантовому туннелированию

Ведущий исследователь Атиф Шамим

Туннельный эффект или туннелирование в квантовой физике хорошо известен. Он представляет собой преодоление микрочастицей потенциального барьера в случае, когда её полная энергия (остающаяся при туннелировании неизменной) меньше высоты барьера. Например, в классической физике для макрообъектов мяч не может закатиться на холм без удара (приложение энергии). А вот в квантовой физике — может. За счёт соотношения неопределённостей.

В текущем же случае туннельный эффект позволяет электронам двигаться сквозь небольшой барьер, некое туннельное устройство вроде диода металл-диэлектрик-металл (МДМ-прибор), превращая инфракрасные волны в электричество.

Созданная антенна имеет вид галстука-бабочки. Она имеет тонкий слой диэлектрика между двумя металлическими «крыльями» из золота и титана. Антенна вырабатывает мощные электрические поля, которые необходимы для квантового туннелирования. Во время тестирования устройство оно успешно улавливало ИК-излучение при нулевом приложенном напряжении. Проще говоря — включалось по мере необходимости.

Это только начало — проверка концепции. Мы могли бы соединить миллионы таких устройств, чтобы увеличить объемы выработки электроэнергии

Атиф Шамим

Технически, если добавить к обычным солнечным батареям наноантенны, то можно резко повысить КПД системы. Ведь такие «сборщики энергии» работают в любое время суток и при любой погоде.

Конечно, пока это лишь концепция, но быть может через несколько лет появится и коммерческая версия.