研究人員謝爾蓋·克魯克和材料結(jié)構(gòu)示意圖。
ANU物理與工程研究院的謝爾蓋·克魯克說，新的超材料克服了一些技術(shù)障礙，有助打開熱光伏電池的潛能，預(yù)計能使熱光伏電池的效率超過傳統(tǒng)太陽能電池的兩倍。
熱光伏電池產(chǎn)生電流不需要陽光直接照射，而是從周圍環(huán)境中收集紅外輻射形式的熱。它們能回收利用發(fā)動機(jī)輻射的熱，或與燃燒機(jī)結(jié)合按需發(fā)電。新型超材料有著納米級的微結(jié)構(gòu)，由黃金和氟化鎂組成，能向特定方向發(fā)出輻射，還能改變形狀發(fā)出特殊的光，而常規(guī)材料只能以全方位、廣泛紅外光波的形式發(fā)熱。因此用這種材料制作匹配熱光伏電池的發(fā)射器極為理想。
該材料的非凡表現(xiàn)來自其新奇的物理屬性，它的磁性呈雙曲線形分布，表示電磁輻射以不同方向傳播。天然材料如玻璃或水晶，輻射形狀是簡單的球形或橢球形，而超材料的輻射形式截然不同，這是由于材料與光磁元件之間有著極強(qiáng)的相互作用。
克魯克預(yù)測新材料會有這些令人驚奇的性質(zhì)，他的團(tuán)隊與擅長制造這類材料的加州大學(xué)伯克利分校合作，利用前沿技術(shù)造出了這種材料，構(gòu)成材料的基本單位還不到人頭發(fā)截面的12000分之一。研究人員說，如果發(fā)射器和接收器的間距能達(dá)到納米級，用這種超材料為基礎(chǔ)造出的熱光伏電池的效率還能進(jìn)一步提高。在這種構(gòu)造中，輻射熱在二者之間傳遞的效率比傳統(tǒng)材料要高10倍。
相關(guān)論文發(fā)表在最近的《自然·通訊》雜志上
