Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2023

Better Energy Harvesting with ‘Law-Breaking’ Device

0

If you take an object and set it out in the sun, it will begin to warm up. This is because it is absorbing energy from the sun’s rays and converting that energy to heat. If you leave that object outside it will continue getting warmer, but only to a point. A sunbather lying on a beach won’t catch fire, after all.

As objects (or people) absorb energy (light from the sun), they also emit energy (infrared radiation, or heat). This is something you may have experienced while walking past a block wall on a summer afternoon and feeling heat emanating from it.

The connection between an object’s ability to absorb and emit energy in the form of electromagnetic radiation—its absorptive and emissive efficiencies—has long been explained by something known as Kirchhoff’s law of thermal radiation. The law, a concept devised by Gustav Kirchhoff in 1860, which states absorptive and emissive efficiencies are equal at each wavelength and angle of incidence. (A more in-depth explanation of Kirchhoff’s law can be found here.)

A new device developed in the lab of Harry Atwater, the Howard Hughes Professor of Applied Physics and Materials Science, breaks that normally tight relationship between the absorbed and emitted efficiencies of an object. The invention may also have important implications for sustainable energy harvesting systems and the development of certain kinds of camouflage.

“Kirchhoff’s law has been upheld for more than 150 years, and while theoretical proposals for its violation have been advanced before, this is the first experimental proof that this law can be broken,” says Atwater.

Electrical engineering graduate student Komron Shayegan, lead author of the new research, further explains:

“The equality dictated by Kirchhoff’s law has been a guiding principle in the design of devices that absorb and emit energy in the form of radiation, because by designing around and measuring the absorptive properties of a material, we get the emissive properties for free. However, there has been a recent shift when designing emitters/absorbers, namely that we are trying to move beyond having a simple one-to-one equality between the emissivity and absorptivity of a body.

One motivation behind decoupling the two is in energy-harvesting systems. For example, if an energy-harvesting object, like a photovoltaic (solar panel), is re-emitting some of its absorbed energy back toward the energy source (the Sun) as heat, that energy is lost to human purposes. In theory, if the photovoltaic— or other energy-harvesting object —were to re-emit absorbed radiation away from the source and toward yet another energy-harvesting object, one could reach higher energy conversion efficiencies.

Our study shows that it is possible to break the equality of Kirchhoff’s law of thermal radiation with a device placed in a moderate magnetic field. The device itself combines a material that has a strong magnetic-field response with a patterned structure that enhances absorption and emission in infrared wavelengths. What is particularly exciting is that we can observe the effect by simply heating the device above room-temperature and directly comparing the emissive efficiency to the absorptive efficiency.”

The paper describing the work, “Direct Observation of Kirchhoff Thermal Radiation Law Violation,” appears in the July 24 issue of the journal Nature Photonics. Co-authors are Souvik Biswas, formerly of Caltech and now at Stanford University; Bo Zhao of the University of Houston; Shanhui Fan of Stanford University; and Harry Atwater, who is also the Otis Booth Leadership Chair of the Division of Engineering and Applied Science and director of the Liquid Sunlight Alliance.

Funding for the research was provided by the Defense Advanced Research Projects Agency.








Фестиваль волшебных огней в Ростове-на-Дону

Marins Park Hotel Новосибирск – место, где сбываются мечты!

Несахарный диабет: что это за диагноз и почему он не связан с сахаром

В Корпоративном университете «ЛокоТех» за первое полугодие 2025 года обучено более 2500 человек и создано 8 новых программ


Not even a 0% mortgage rate would make buying a house affordable in these 6 U.S. cities

Ricky Hatton Names The Best British Fighter Of All Time And It’s Not Lennox Lewis

Nvidia’s Jensen Huang hauled before China’s cyber cops to explain ‘backdoor safety risks’ in H20 chips

The surprising reason fewer people are dying from extreme weather


Город Бакуракерт на полуострове Ланжерон

В наличии у дилеров появился новый кроссовер Москвич

Во Владивостоке досрочно обновили Русский мост

С особой требовательностью


Girl Rescue 1.0.3.3

Разработчики The Seven Deadly Sins: Origin ответили на частые вопросы игроков

The next survival game from the developers of Green Hell plops you on an alien planet with atmospheric firestorms and a horde of giant spiders

Android-игроки раскритиковали сурвайвл-хоррор Jericho: Survival



Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет

Кабинет Артиста.

Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.


Шеремет: Британские облавы на российские танкеры вызовут ответ Москвы

Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске

Москва превратится в Таиланд. Климатолог Клименко сделал прогноз на 10 лет

Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину


Медведев: снятие моратория на РСМД – ответ на политику НАТО, будут новые шаги

Подарок к 1 сентября, который запомнится!

Юные нижегородцы вышли в финал всероссийского конкурса «Поэзия Победы»

Рашид Рахимов прокомментировал уход Чуни из «Рубина»


Калинская вышла в третий раунд турнира в Монреале

У пауэрлифтера из Австралии Османа полилась кровь из глаз

Медведев прошёл в третий круг турнира ATP в Торонто, обыграв Сврчину

Хачанов вышел в 1/8 финала турнира ATP в Торонто


Рашид Рахимов прокомментировал уход Чуни из «Рубина»

В рамках AmberForum состоялся единственный в мире аукцион редкого янтаря

Юные нижегородцы вышли в финал всероссийского конкурса «Поэзия Победы»

Екатерина Гордон будет защищать Елену Товстик в суде с бывшим мужем


Музыкальные новости

Лавров: отмена концерта Гергиева в Италии отражает антироссийские тенденции

Почему Николай Цискаридзе возвращается на сцену

Antonio Banderas — Maybe I Maybe You (Scorpions lyric)

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом


Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs

Москва лидирует по числу миллионеров: 28 тысяч получают свыше 1 млн рублей

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину


50 мгновений Максима Аверина. За сколько продаётся «Аверин»

Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs

Забайкальский филиал "ЛокоТех-Сервис" показал уверенный рост в первом полугодии

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.


Собянин: Открыт пешеходный переход через МЦД-2 между Щербинкой и Остафьевом

Шесть человек пострадали в крупной аварии на Волгоградском проспекте в Москве

В результате ДТП на Волгоградском проспекте в Москве пострадали шесть человек

Автопробег в Финляндии поддержал инициативу открытия границы с Россией


Путин рассказал о развитии железнодорожной отрасли России

Путин анонсировал скоростную трассу Москва-Петербург к 2028 году

Путин обсудил перспективы развития железнодорожной сети в России

Путин отметил, что железнодорожники успешно обеспечивают снабжение вооруженных сил


Руководитель РФПИ охарактеризовал переписку фон дер Ляйен с Pfizer как позорный инцидент

Исследование показывает зависимость между темпами развития COVID-19 и уровнем смертности



Ученые выяснили, какие болезни погубили войска Наполеона в 1812 году

«Такие жирные». У мужчины обнаружили страшное заболевание из-за ресторанов

Сахар на вес золота: как изобретение инсулина изменило медицину

Напавший с ножом на людей в Москве был на учёте в психоневрологическом диспансере


В Киеве показательно вскрыли «гнездо» коррупции: Зеленский устроил целый политический театр


Спорткар на воде: сборная Тульская области по гребле выступила на мини-Олимпиаде

Теннисистка Ярослава Барташевич: Спорт полностью меняет характер

Спелеолог Алексей Акимов: По годовым кольцам сталактитов можно узнать прошлое Земли

Карпин о «Динамо»: «У нас нехватка кадров, так скажем. Говорить про “довольны”, “недовольны” — мне надо командой заниматься. А трансферная кампания — прерогатива клуба. Кто&nbs



Сергей Собянин открыл просторный переход между станциями Щербинка и Остафьево

Собянин: Открыт пешеходный переход через МЦД-2 между Щербинкой и Остафьевом

Собянин: Количество цветников в Москве с 2010 года увеличено почти в 2,5 раза

Собянин: 9 и 10 августа Москва отметит День физкультурника


Ликсутов сообщил об открытии велопроката на территории ОЭЗ «Технополис Москва»

"Роскосмос" продемонстрировал изображение циклон, спровоцировавшего грозу в Москве

Конец истории: тополиный пух может навсегда исчезнуть из Москвы

В Грозном планируют возвести предприятие по переработке отходов


Екатерина Гордон будет защищать Елену Товстик в суде с бывшим мужем

Замглавы Совбеза Медведев связал снятие моратория по РСМД с действиями НАТО

Русские массово устанавливают приложение для защиты от дронов

Провокация Британии против РФ и рекорд цен на бензин – главное за день


Архангельская область. СМИ зовут прокуроров в дорогу

В администрации муниципального образования «Городской округ «Город Нарьян-Мар» выявлены нарушения законодательства о противодействии коррупции

Бизнесмен из Подмосковья пытался испортить деньгами честного нарьянмарца

Аномальная жара: До +41 °С в Чечне и Ингушетии, +30 °С в Карелии и Архангельске


Крыму и еще 27 регионам списали долги по бюджетным кредитам на 58 млрд

В пути следования задерживаются поезда «Таврия», сообщили в пресс-службе компании-перевозчика "Гранд Сервис Экспресс"

Задержка поездов в Крым и из Крыма: свежие данные

Задержка поездов в Крым и из Крыма – актуальные данные


Подарок к 1 сентября, который запомнится!

В рамках AmberForum состоялся единственный в мире аукцион редкого янтаря

Русские массово устанавливают приложение для защиты от дронов

Житель Камчатки измерил цунами после землетрясения по просьбе ученых














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *