«Термофотоэлементы потенциально более эффективны, чем солнечные элементы, — рассказывает доктор Сергей Крук. — Мы смогли преодолеть некоторые трудности и раскрыть их потенциал».
По мнению ученых, эти элементы более чем вдвое эффективнее традиционных солнечных батарей. Им не требуется прямой солнечный свет, они могут собирать тепло от окружающей среды в форме инфракрасного излучения. Они могут комбинироваться с горелкой для производства энергии, или они могут запасать тепло, испускаемое горячим двигателями.
Метаматериал, созданный из наночастиц золота и флюорида магнезия, испускает тепло в определенных направлениях. Геометрию метаматериала можно менять, чтобы направлять радиацию в особом спектральном диапазоне, в отличие от обычных материалов, выделяющих тепло во всех направлениях в широком спектре инфракрасных длин волн. Благодаря этому метаматериал идеально подходит как излучатель в паре с термофотоэлементом.
Ключом к удивительным свойствам метаматериала является магнитная гиперболическая дисперсия, описывающая взаимодействия света с материалами. В данном случае, она отличается от дисперсии таких естественных материалов, как стекло или кристалл, и принимает форму гиперболы.