科羅拉多大學(xué)博爾德分校的科學(xué)家利用電子的特性設(shè)計了能夠從環(huán)境中捕獲多余熱量并將其轉(zhuǎn)化為可用電力的設(shè)備。

這種光學(xué)整流天線太小，肉眼無法看到，但它們收集能量的效率比類似工具高約100 倍。他們通過一種稱為共振隧道效應(yīng)的神秘過程實現(xiàn)了這一壯舉，允許33,354 個電子穿過固體物質(zhì)而不消耗任何能量。

該研究的主要作者阿米娜·貝爾卡迪(Amina Belkadi) 解釋說，整流天線的工作原理有點像汽車收音機天線。但光學(xué)整流天線不是接收無線電波并將其轉(zhuǎn)換為聲音，而是吸收光和熱并將其轉(zhuǎn)換為能量。

它們還可以改變可再生能源的世界。理論上，工作的整流天線可以從工廠煙囪或面包店收集熱量，否則這些熱量就會被浪費。一些科學(xué)家甚至建議將這些設(shè)備安裝在飛艇上，飛艇將飛到地球表面高空，捕獲從地球輻射到外太空的能量。

然而，整流天線此前尚未達(dá)到實現(xiàn)這些目標(biāo)所需的效率。在最新的研究中，貝爾卡迪和她的同事設(shè)計了第一個能夠發(fā)電的整流天線：我們首次證明了電子的諧振隧道發(fā)生在能量收集整流天線中。

為了捕獲熱輻射，整流天線需要非常小——比人的頭發(fā)細(xì)很多倍。這可能會導(dǎo)致高電阻問題并降低整流天線的輸出功率。

然而，在最新的研究中，研究人員決定在他們的設(shè)備中添加兩個絕緣體，而不是僅僅一個。這就產(chǎn)生了一種稱為量子阱的能量現(xiàn)象：如果電子以正確的能量撞擊這個位置，它們就可以利用它穿過兩個絕緣體，而在此過程中不會遇到阻力。就像幽靈不受干擾地穿過墻壁一樣。如果您選擇正確的材料并使其具有正確的厚度，那么它就會產(chǎn)生電子沒有阻力的能級。

這意味著更多的能量。為了測試這種可怕的效應(yīng)，貝爾卡迪和她的同事在實驗室的熱板上排列了一個由250,000 個形狀像小領(lǐng)結(jié)的整流天線組成的網(wǎng)絡(luò)。目前，這些設(shè)備只能捕獲熱板產(chǎn)生的不到1%的熱量，但他們計劃逐步優(yōu)化和改進(jìn)。