리서치 하이라이트

에어 브릿지 열광 전지(Air-bridge thermophotovoltaic cell)에서 거의 완벽한 광자의 활용

Nature 586, 7828

태양광 발전과 같은 열광 발전 장치(Thermophotovoltaic devices)는 광자를 전기로 변환시킨다. 관련된 광자가 뜨거운 물체의 열(일반적으로 적외선) 방출이라는 것이 차이점이다. 그러나 이는 대부분의 배출량이 낮은 에너지를 가지므로 활용하기 어렵기 때문에 장치의 전체 에너지 변환 효율이 낮아지는 문제가 발생한다. 효율성을 향상시키는 한 가지 방법은 이러한 저에너지 광자를 다시 흡수하는 Hot source로 반사하여 복구하는 것이다. Dejiu Fan과 연구진들은 열광 발전 장치의 구조 내에 공극(Air gap)을 삽입하여 이 아이디어를 이론적 한계까지 끌어 올릴 수 있는 방법을 보여주었다. 이것은 저에너지 광자의 거의 완벽한 반사체 역할을 하여 열원에 의한 거의 완벽한 복구 및 재활용을 가능하게 한다. 그 결과 전력 변환 효율이 기록적인 수준에 도달하는 열광 발전 장치가 탄생하였다.