Apie naujovę, galinčią iš esmės pakeisti bepiločių orlaivių naudojimą, rašo mokslo portalas „Live Science“.
Kinijos civilinės aviacijos universiteto ir Tsinghua universiteto tyrėjai sukūrė specialų imtuvą, kuris veikia panašiai kaip saulės elementas: į jį nukreiptą lazerio šviesą paverčia elektros energija.
Prototipas buvo pritvirtintas prie drono modelio sparno apačios. Į imtuvą nukreiptas žalias lazeris pagamino pakankamai energijos, kad būtų varomi orlaivio propeleriai.
Susiję straipsniai
Tyrimo rezultatai liepos 29 dieną paskelbti moksliniame žurnale „Matter & Light“.
Energiją gauna iš lazerio
Sukurta sistema sujungia perovskito lazerio elementą ir termoelektrinį įrenginį.
Perovskitas yra kristalinės struktūros medžiaga, vis dažniau naudojama naujos kartos saulės elementuose. Ji gali sugerti daugiau šviesos spektro dalių nei tradicinis silicis.
Žaliu lazeriu apšviestas tyrėjų sukurtas imtuvas į elektros energiją pavertė 38,49 procento gaunamos šviesos energijos.
Pasak mokslininkų, toks rezultatas viršija iki šiol pasiektą dalies perovskito ir silicio tandeminių elementų efektyvumą.
Tyrimo autoriai pabrėžia, kad ankstesniuose darbuose dažniausiai buvo tiriamos atskiros medžiagos arba nedideli laboratoriniai įrenginiai.
Šį kartą siekta išsiaiškinti, kaip visa sistema galėtų būti integruota į tikrą orlaivį, vėsinama ir naudojama skrydžio metu.
Iškilo pavojinga problema
Bandymų metu mokslininkai susidūrė su rimta kliūtimi – dėl didelės lazerio galios imtuvas smarkiai įkaisdavo.
Termovizoriaus duomenys parodė, kad jo temperatūra pasiekdavo 80–90 laipsnių Celsijaus. Dėl tokio karščio mažėjo sistemos efektyvumas, taip pat galėjo būti pažeistos jos dalys.
Norėdami sumažinti temperatūrą, mokslininkai į konstrukciją įtraukė stibio triselenido nanokristalus. Jie veikia kaip šiluminis barjeras ir padeda kontroliuoti šilumos perdavimą.
Imtuvą papildomai vėsino ir nuolatinis drono propelerių sukuriamas oro srautas.
Dronai galėtų skraidyti gerokai ilgiau
Viena didžiausių šiuolaikinių dronų problemų – ribota baterijų veikimo trukmė. Dėl jos bepiločiai orlaiviai turi dažnai leistis, kad būtų pakeistos arba įkrautos baterijos.
Lazerinė energijos perdavimo sistema teoriškai leistų dronams ore išbūti gerokai ilgiau.
Tokia technologija galėtų būti naudojama miškams stebėti, stichinių nelaimių zonoms apžiūrėti, siuntoms gabenti, paieškos ir gelbėjimo operacijose bei infrastruktūros patikrose.
Ji taip pat domina kariuomenę, nes ilgiau ore išliekantys bepiločiai orlaiviai galėtų vykdyti ilgesnes žvalgybos misijas.
Vis dėlto kol kas technologija išbandyta tik naudojant drono modelį.
Mokslininkams dar reikia sukurti sistemą, kuri galėtų realiuoju laiku tiksliai sekti judantį orlaivį ir nuolat nukreipti lazerį į nedidelį jo apačioje esantį imtuvą.
Artimiausiu metu tyrėjai ketina sistemą išbandyti su tikru lengvu dronu lauko sąlygomis.