Dopĺňanie energie laserom by mohlo predĺžiť výdrž dronov počas letu

 

Kľúčové zistenia:

• Ľahký prijímač premieňa energiu zeleného lasera na elektrinu pomocou perovskitovej a termoelektrickej vrstvy.

• Experimentálny systém dosiahol účinnosť premeny energie 38,49 %.

• Technológia zatiaľ napájala iba vrtuľu statického modelu a neabsolvovala letový test.

Výskumníci z Číny vyvinuli ľahký prijímač, ktorý dokáže premieňať energiu laserového lúča na elektrinu pre dron. Zariadenie vychádza z konštrukcie solárneho článku, no je optimalizované na laserové svetlo namiesto slnečného žiarenia. Prijímač sa umiestňuje pod krídlo, kam môže smerovať laser zo zeme. Takéto riešenie by v budúcnosti mohlo obmedziť potrebu pristávania kvôli výmene alebo nabíjaniu batérií.

Základom je tandemové zariadenie označované ako PLC-TE, ktoré kombinuje perovskitový laserový článok s termoelektrickou vrstvou. Perovskit premieňa laserové svetlo priamo na elektrickú energiu. Termoelektrická časť využíva teplotný rozdiel medzi teplou stranou vystavenou lúču a chladnejšou opačnou stranou. Zachytáva tak časť energie, ktorá by sa inak stratila vo forme tepla.

Zdroj foto: Y. Han and X. Han et al., Matter & Light

Práve prehrievanie sa ukázalo ako jedna z hlavných prekážok. Pri skúškach s výkonným laserom zaznamenala termokamera teploty od 80 do 90 °C, čo znižovalo účinnosť zariadenia. Výskumníci preto do konštrukcie vložili špecializované nanokryštály s nízkou tepelnou vodivosťou. Tie fungujú ako tepelná bariéra a spomaľujú prenos tepla cez prijímač.

Pri osvetlení zeleným laserom premenil systém na elektrinu 38,49 % dopadajúcej energie. Tím následne umiestnil prijímač pod krídlo statického modelu dronu a vytvoril v krídle vzduchové kanály. Laser dodal dostatok energie na roztočenie vrtule modelu. Prúdenie vzduchu od vrtule súčasne ochladzovalo chladnú stranu termoelektrickej vrstvy a podporovalo jej výkon.

Technológia však zatiaľ nebola otestovaná počas skutočného letu. Ďalším krokom má byť skúška na ľahkom drone vo vonkajšom prostredí. Vedci musia vyriešiť presné sledovanie pohybujúceho sa lietadla laserovým lúčom, stabilitu napájania a bezpečnosť prevádzky. Výskum preto zatiaľ dokazuje len princíp premeny laserového svetla na energiu priamo na konštrukcii dronu.

PREČO JE TO DÔLEŽITÉ: Laserové napájanie by mohlo predĺžiť misie dronov, no jeho využitie závisí od chladenia, presného sledovania a bezpečnosti lúča.

Zdroj: interestingengineering.com foto: ChatGPT

Zobrazit Galériu