Năng lượng Mặt trời cấp điện cho vệ tinh trong tương lai

3 giờ trướcBài gốc

Ảnh chụp bằng camera hồng ngoại tại Nhà hát Opera Sydney và Cầu Cảng Sydney đang phát ra nhiệt vào ban đêm.

Tại Đại học New South Wales (UNSW), các nhà nghiên cứu đang phát triển một linh kiện bán dẫn có tên là điốt nhiệt bức xạ. Thiết bị này có thể chuyển bức xạ hồng ngoại, loại ánh sáng vô hình với mắt người nhưng có thể cảm nhận dưới dạng nhiệt, thành điện năng.

Theo nghiên cứu sinh Jamie Harrison, điốt nhiệt bức xạ hoạt động như một “pin Mặt trời đảo ngược”: thay vì hấp thụ ánh sáng để tạo điện, thiết bị phát ra bức xạ hồng ngoại khi vật thể nguội đi và chuyển quá trình đó thành dòng điện.

Giáo sư Ned Ekins-Daukes cho biết, Trái đất về đêm thực chất đang “phát sáng” dưới góc nhìn hồng ngoại do liên tục tỏa nhiệt ra không gian. Dựa trên nền tảng nghiên cứu của các đại học Harvard và Stanford (Mỹ), nhóm UNSW là đơn vị đầu tiên chứng minh trực tiếp khả năng tạo điện từ điốt nhiệt bức xạ vào năm 2022.

Hiện tại, điốt nhiệt bức xạ chỉ tạo ra lượng điện rất nhỏ, thấp hơn khoảng 100.000 lần so với pin Mặt trời thông thường, chỉ đủ để vận hành một chiếc đồng hồ điện tử từ nhiệt cơ thể. Nguyên nhân là hiệu suất thiết bị phụ thuộc vào chênh lệch nhiệt độ, vốn bị giảm mạnh trên Trái đất do khí quyển hấp thụ nhiệt, khiến công suất tối đa chỉ khoảng 1watt/m2. Tuy vậy, trong môi trường vũ trụ gần như không có khí quyển và lạnh hơn nhiều, chênh lệch nhiệt độ lớn hơn có thể giúp công nghệ này phát huy hiệu quả, mở ra khả năng cung cấp nguồn điện bổ trợ cho các vệ tinh.

Hiện nay, vệ tinh chủ yếu hoạt động nhờ pin Mặt trời kết hợp pin lưu trữ, nhưng khi bay vào vùng bóng tối của Trái đất, thường kéo dài khoảng 45 phút ở quỹ đạo thấp, hệ thống buộc phải phụ thuộc hoàn toàn vào pin.

Theo Giáo sư Ekins-Daukes, điốt nhiệt bức xạ có thể khai thác lượng nhiệt tích tụ trên các bề mặt của vệ tinh để tạo thêm điện trong giai đoạn này, giúp bổ sung nguồn năng lượng thay vì chỉ dựa vào pin. Với cấu trúc đơn giản, trọng lượng nhẹ và tiềm năng cải thiện hiệu suất nhờ vật liệu mới, công nghệ này được kỳ vọng có thể ứng dụng trong 5-10 năm tới; trước mắt, nhóm nghiên cứu tại UNSW sẽ thử nghiệm bằng khinh khí cầu trong năm nay nhằm chuẩn bị cho thử nghiệm ngoài không gian.

Tuệ An

Nguồn Đại Đoàn Kết : https://daidoanket.vn/nang-luong-mat-troi-cap-dien-cho-ve-tinh-trong-tuong-lai.html