Добавить новость

Захарова предложила «сдать в кассу билеты» на выступление Зеленского в вашингтонском НПО

Владельцу аэропорта Домодедово Каменщику запретили покидать Россию

В Москве раскрыли 13 убийств серийного маньяка, совершенных 20 лет назад

В Новокузнецке задержан мужчина за угрозы и попытку нападения на сожительницу



News in English


Новости сегодня

Новости от TheMoneytizer

Quantum-inspired design boosts efficiency of heat-to-electricity conversion

Houston TX (SPX) Nov 22, 2024 - Researchers at Rice University have found a new way to improve a key element of thermophotovoltaic (TPV) systems, which convert heat into electricity via light. Using an unconventional approach inspired by quantum physics, Rice engineer Gururaj Naik and his team designed a thermal emitter that can deliver high efficiencies within practical design parameters.

The research could inform the development of thermal-energy electrical storage, which holds promise as an affordable, grid-scale alternative to batteries. More broadly, efficient TPV technologies could facilitate renewable energy growth - an essential component of the transition to a net-zero world. Another major benefit of better TPV systems is recouping waste heat from industrial processes, making them more sustainable. To put this in context, up to 20-50% of the heat used to transform raw materials into consumer goods ends up being wasted, costing the United States economy over $200 billion annually.

TPV systems involve two main components - photovoltaic (PV) cells that convert light into electricity and thermal emitters that turn heat into light. Both of these components have to work well in order for the system to be efficient, but efforts to optimize them have focused more on the PV cell.

"Using conventional design approaches limits thermal emitters' design space, and what you end up with is one of two scenarios: practical, low-performance devices or high-performance emitters that are hard to integrate in real-world applications," said Naik, associate professor of electrical and computer engineering.

In a new study published in npj Nanophotonics, Naik and his former Ph.D. student Ciril Samuel Prasad - who has since earned a doctorate in electrical and computer engineering from Rice and has taken on a role as a postdoctoral research associate at Oak Ridge National Laboratory - demonstrated a new thermal emitter that promises efficiencies of over 60% despite being application-ready.

"We essentially showed how to achieve the best possible performance for the emitter given realistic, practical design constraints," said Prasad, who is the first author on the study.

The emitter is composed of a tungsten metal sheet, a thin layer of a spacer material and a network of silicon nanocylinders. When heated, the base layers accumulate thermal radiation, which can be thought of as a bath of photons. The tiny resonators sitting on top "talk" to each other in a way that allows them to "pluck photon by photon" from this bath, controlling the brightness and bandwidth of the light sent to the PV cell.

"Instead of focusing on the performance of single-resonator systems, we instead took into account the way these resonators interact, which opened up new possibilities," Naik explained. "This gave us control over how the photons are stored and released."

This selective emission, achieved through insights from quantum physics, maximizes energy conversion and allows for higher efficiencies than previously possible, operating at the limit of the materials' properties. To improve on the newly achieved 60% efficiency, new materials with better properties would need to be developed or discovered.

These gains could make TPV a competitive alternative to other energy storage and conversion technologies like lithium-ion batteries, particularly in scenarios where long-term energy storage is needed. Naik noted that this innovation has significant implications for industries that generate large amounts of waste heat such as nuclear power plants and manufacturing facilities.

"I feel confident that what we have demonstrated here, coupled with a very efficient low bandgap PV cell, has very promising potential," Naik said. "Based on my own experience working with NASA and launching a startup in the renewable energy space, I think that energy conversion technologies are very much in need today."

The team's technology could also be used in space applications such as powering rovers on Mars.

"If our approach could lead to an increase in efficiency from 2% to 5% in such systems, that would represent a significant boost for missions that rely on efficient power generation in extreme environments," Naik said.

Research Report:Non-Hermitian selective thermal emitter for thermophotovoltaics

Читайте на 123ru.net


Новости 24/7 DirectAdvert - доход для вашего сайта



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России



Smi24.net — ежеминутные новости с ежедневным архивом. Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "123 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. Smi24.net — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net. Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть —онлайн с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии. Smi24.net — живые новости в живом эфире! Быстрый поиск от Smi24.net — это не только возможность первым узнать, но и преимущество сообщить срочные новости мгновенно на любом языке мира и быть услышанным тут же. В любую минуту Вы можете добавить свою новость - здесь.




Новости от наших партнёров в Вашем городе

Ria.city

15-летних мальчика и девочку задержали за попытку убийства своего новорожденного сына

Халк назвал Дзюбу великим российским футболистом

В Химках 2 марта проведут областной конкурс эстрадного пения

Весенняя кошка

Музыкальные новости

Не только замок: какое «тайное» имущество нашли у Якубовича

Сергей Собянин: БКЛ за два года стала одной из самых востребованных линий метро

В Подмосковье сотрудники Росгвардии оказали помощь сотрудникам МЧС в ликвидации возгорания на территории склада в Балашихе

Почта России выпустила марку с видом курорта «Манжерок»

Новости России

В Подмосковье поделились итогами работ инспекторского состава с 24 по 28 февраля

Халк назвал Дзюбу великим российским футболистом

В Химках 2 марта проведут областной конкурс эстрадного пения

В Серединском Доме культуры прошло «Поле Чудес» для юных гениев

Экология в России и мире

Премия «The Women's Business Awards - 2025 » пройдет в Москве 16 марта

Тульская область: в гостях у чувашской семьи

Пробиотик с историей: доктор Кутушов объяснил, как хурунгэ укрепит ваш иммунитет

Красочные торжества и колоритное веселье в Angsana Velavaru

Спорт в России и мире

Три теннисиста из топ-20 ATP снялись с турнира в Акапулько из-за пищевого отравления

Анастасия Павлюченкова пропустит турнир WTA-1000 в Индиан-Уэллсе

Лёнер Тин установил уникальное достижение в ATP с момента первого опубликования рейтинга

Блинкова проиграла Пегуле и не смогла выйти в полуфинал турнира WTA в Остине

Moscow.media

Крепежи, закладные детали, болты, соединения, шлейфы, листы, уголки и т.п.

Где заказать еду в Казани на дом или в офис?

"Лошадь Пржевальского"

В части Кировского района Томска экстренно отключили холодную воду











Топ новостей на этот час

Rss.plus






В Химках 2 марта проведут областной конкурс эстрадного пения

Новый этап сотрудничества. Комфортный роуминг между Беларусью и Россией

Праздник поедания блинов под Красноярском продолжили после смерти участницы

Агент: «Тюкавин забьёт 15 голов – это планка минимум»