Цивилизация
Вопрос изобретения и использования возобновляемого источника энергии, который мог бы служить для обеспечения человеческих нужд и потребностей, волновал ученых на протяжении многих лет. Некоторые из них не оставляют подобные попытки и сейчас. Среди них группа американских исследователей из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук, предложившая в качестве такого источника энергии инфракрасное излучение Земли. С их статьей можно ознакомиться в свежем номере научного журнала PNAS.
В природе этот механизм работает так: излучение от Солнца поглощается поверхностью Земли и облаками, а затем большая часть энергии возвращается обратно в атмосферу в виде инфракрасного излучения благодаря переизлучению. В то же время ряд содержащихся в атмосфере веществ вновь поглощает это излучение и возвращает определенную его часть обратно на планету. Именно из-за этого поверхность и атмосфера находятся в более нагретом состоянии, чем если бы они были при отсутствии подобного эффекта. Собственно, это и называют парниковым эффектом. Более того,
из-за этого неиспользованными остаются 1017 ватт энергии. Это в 10 млн раз больше мощности четырех энергоблоков некогда функционировавшей Чернобыльской АЭС.
Возобновляемую энергию можно генерировать при условии, что тепло передается от нагретого тела к более холодному. В то же время из солнечной энергии, прибывающей на Землю, большая часть уходит обратно в космос. Основываясь на данных фактах, американские исследователи разработали метод, благодаря которому можно изымать часть этой энергии и использовать ее во благо человечества. Для ее изъятия
ученые предлагают использовать так называемый излучательный источник электроэнергии (emissive energy harvester, EEH), который может генерировать энергию, отражая в небо инфракрасное излучение и получая энергию за счет разницы температур.
Реализовать этот проект можно с помощью двух устройств.
Принцип работы первого из них заключается в создании ИИЭ, который генерировал бы энергию, пропуская получаемое от Солнца тепло через термоплату и выпуская его обратно в атмосферу. Однако из-за определенных проблем с охлаждением подобной установки ученым пришлось создать модель альтернативного устройства, основанного на механизмах фотовольтаики — выработке электрической энергии путем использования фоточувствительных элементов для преобразования солнечной энергии в электричество. Во втором устройстве используются ректенны — выпрямляющие антенны, предназначенные для преобразования энергии поля падающей на нее волны в энергию постоянного тока. Получение энергии в данном случае происходит за счет разницы в температурах между компонентами устройства.
Проблемой в данном случае является ничтожное количество энергии, которое можно получить с помощью ректенн. Ученые полагают, что сделать использование такого устройства действительно эффективным можно лишь при достижении определенного технического прогресса.
Таким образом, реализация обоих способов получения энергии в данный момент не представляется возможной. Исследователи из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук утверждают, что предложенные ими технологии в перспективе послужат созданию выгодных с экономической и энергетической сторон устройств, которые позволили бы получать и эффективно использовать уходящие в никуда объемы энергии. Тем не менее на данный момент эффективно использовать тепловое инфракрасное излучение Земли во благо человечество пока не выходит.