Stralingswarmte rechtstreeks omzetten in elektriciteit is een fascinerend en uitdagend onderzoeksgebied. Hier is een uitsplitsing van de belangrijkste methoden en hun status:

1. Thermo -elektrische generatoren (TEGS):

* hoe het werkt: Tegs gebruiken het SeEBeck -effect, waarbij een temperatuurverschil over een halfgeleidermateriaal een spanning genereert.

* profs: Ze zijn vaste toestand, betrouwbaar en hebben geen bewegende delen.

* nadelen: Laag efficiëntie (meestal minder dan 5%), beperkt door materiaaleigenschappen.

* Toepassingen: Beperkt tot nichetoepassingen zoals afvalwarmtewinning in auto's of industriële processen.

2. Thermophotovoltaïsche cellen (TPV):

* hoe het werkt: Deze cellen absorberen infraroodstraling die uit een hete bron is uitgestoten en omzetten deze in elektriciteit.

* profs: Kan hogere efficiëntie bereiken dan TEG's, vooral voor geconcentreerde bronnen van warmte.

* nadelen: Vereist bronnen op hoge temperatuur, hebben materiële uitdagingen en zijn complex om te produceren.

* Toepassingen: Nog steeds in ontwikkeling, potentieel voor het genereren van ruimtevermogen of industriële toepassingen.

3. Stralingskoeling:

* hoe het werkt: In plaats van rechtstreeks warmte om te zetten in elektriciteit, richt stralingskoeling zich op het passief dissiperen van warmte -energie in de ruimte.

* profs: Kan zeer effectief zijn in koeltoepassingen, met name voor gebouwen en andere structuren.

* nadelen: Geen directe methode voor het genereren van elektriciteit, vertrouwt op omgevingscondities (Clear Night Sky).

* Toepassingen: Passieve koeling voor gebouwen, waardoor het energieverbruik voor airconditioning wordt verminderd.

4. Opkomende technologieën:

* nanomaterialen: Onderzoek onderzoekt het gebruik van nanomaterialen met unieke eigenschappen om TEG's en TPV's te verbeteren.

* plasmonics: Dit veld richt zich op het manipuleren van licht op nanoschaal om de energieconversie te verbeteren.

* kwantumeffecten: Nieuw onderzoek onderzoekt kwantumeffecten in materialen om de efficiëntie te vergroten en mogelijk traditionele beperkingen te omzeilen.

De uitdaging:

De belangrijkste hindernis bij het omzetten van stralingswarmte naar elektriciteit is efficiëntie . Huidige technologieën worstelen om de energie efficiënt op te vangen en om te zetten, vooral bij lage temperaturen.

de toekomst:

Aanzienlijke vooruitgang in materiaalwetenschap, nanotechnologie en theoretisch begrip zijn nodig om de efficiëntie en bruikbaarheid van deze technologieën te verbeteren. De potentiële voordelen voor het genereren van schone energie en het verminderen van onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen maken dit echter een zeer actief en veelbelovend gebied van onderzoek.