Drony budou létat téměř věčně. Nový přelom ve fotovoltaice jim slibuje energii na celé týdny

Za uplynulých 15 let se účinnost fotovoltaických panelů příliš nezměnila: přeměňují teplo na elektřinu s účinností kolem 23 procent. Ale přelomový objev nyní umožnil, aby tato účinnost překonala 29 procent. A to není všechno: stejní vědci doufají, že se díky této technologii přiblíží k padesátiprocentní účinnosti. O takovém čísle se až doposud nikomu ani nesnilo.

Pro technologie, které jsou dnes založené na bateriích, to může mít obrovské důsledky. Termofotovoltaika se tak může stát zdrojem energie pro drony a další dálkově ovládané létající stroje, které by tak mohly ve vzduchu bez nabíjení vydržet celé dny. A také by díky nim mohlo dojít k přelomu v dobývání vesmíru: kosmické sondy by s těmito panely mohly operovat mnohem účinněji a déle.

Že nejde o nějaký vědecký hoax, dokazuje, že výsledky výzkumu byly publikované v prestižním žurnálu Proceedings of the National Academy of Sciences.

Co je termofotovoltaika?

Termofotovoltaika je je vysoce účinné metoda přeměny tepelné energie na elektrickou prostřednictvím tělesa zahřívaného přímo ve spalovací zóně hořáku (tzv. emitoru) a polovodiče.

Za průkopníka této metody je považován francouzský fyzik Pierre Aigrain, který na výzkumu termofotovoltaických (TPV) článků pracoval především v americkém Technologickém institutu v Massachusetts(Massachusetts Institute of Technology MIT) . Srdcem generátoru je válec z wolframu, do kterého bylo vyleptáno velké množství nepatrných otvorů. V něm je při vysoké teplotě spalováno palivo (např. methan) a emitor se tak zahřívá na teplotu 900–1300 °C.

Jeho povrch proto vyzařuje infračervené záření, které prochází speciálním flitrem. Ten propouští jen vybrané vlnové délky, zatímco zbytek odráží zpět, čímž se zvyšuje teplota válce a roste tak účinnost celého procesu. Prošlé infračervené záření dále dopadá na pole fotodiod, které přemění energii dopadajícího elektromagnetického záření přímo na elektrický proud.

Spíš revoluce než evoluce

„Termofotovolaické články jsou kompaktní a extrémně účinné pro celou řadu aplikací – od těch, jež vyžadují třeba jen 100 wattů (jako jsou třeba ultralevné drony), až po 100 megawattové, které dodávají elektřinu 36 tisícům domácnostem,“ uvedl profesor Eli Yablonovitch, který se na vylepšení podílel.

Podle něj nový objev vychází z osm let staré práce, nyní původní objev doplnili o přidání zrcadlové vrstvy. A vylepšením její odrazivosti se mohou dostat s účinností ještě dál: věří, že je realistické dostat se ještě letos na 36 procent. „Ale když použijeme jiné osvědčené a vyzkoušené techniky na vylepšení článku, tak víme, že se můžeme dostat klidně i na padesátiprocentní účinnost,“ věří autoři objevu.