在研究人員獲得開發這項開創性技術的資金後,由太陽驅動的雷射光束距離成為現實又近了一小步。科學家表示,這些雷射最終可以為月球基地和火星任務提供動力,並為地球上的永續能源解決方案做出貢獻。
6 月,國際研究團隊宣布已獲得歐洲創新委員會和創新英國提供的約 400 萬歐元(120 萬美元)撥款,用於開發受光合細菌啟發的太陽能雷射技術。
“在我的團隊中,我們花了很多時間思考人工光採集以及我們可以從大自然中學到什麼,”埃里克·高格參與這項合作的蘇格蘭赫瑞瓦特大學量子理論家在接受《生活科學》採訪時表示。 “如果這在自然界中是可能的,我們應該能夠在人工系統中利用類似的效果。”
陽光驅動的雷射並不是一個新概念——第一個概念是1963年證明距離第一台雷射器建成僅三年。但普通陽光太稀,無法有效地為雷射提供動力。太陽能雷射通常需要複雜的重型光學元件來將陽光增強至少一千倍。這些組件的重量意味著將它們發送到太空具有挑戰性。
有關的:
為了克服這些挑戰,高格和他的同事將目光轉向生活在海洋深處黑暗中的細菌。這些細菌具有極其敏感的光捕獲結構,幾乎可以捕捉它們遇到的每個光子。這些結構使細菌即使在非常弱的光照條件下也能進行光合作用。高格說,透過提取這些光捕獲結構並在實驗室中複製它們,研究小組希望將周圍的陽光集中到足以為雷射提供動力。
為月球基地和星際任務提供動力
他和他的同事描述了這樣一個系統在 2021 年將如何運作 紙。在所提出的系統中,這些結構捕獲入射的陽光,然後將光集中到固體材料中,例如晶體。該材料原子中的電子吸收光的能量,然後以雷射的形式釋放多餘的能量。
利用新的資助,團隊計劃開發新的雷射發射材料,可以與細菌的光合結構相互作用。
一旦雷射系統上線,它可以幫助為衛星、月球基地甚至火星任務提供動力。陳述。由於雷射光束在長距離內保持狹窄且緊密聚焦,因此它們可以將能量傳輸到遙遠的系統。例如,建立在太空站上的太陽能雷射可以為該太空站供電或向附近的衛星甚至地球發送電力。在接收地點,雷射能量可以轉換為熱或電能。
高格說,太陽能雷射還可以支持地球上向再生能源的轉變。
高格說:“例如,它們可以幫助你分解水、驅動化學反應、合成肥料,並幫助完成需要我們目前生產的大部分能源(包括化石能源)的過程。” “它們不會直接解決我們所有的問題,但它們可能會在我們轉向清潔、可持續能源所面臨的挑戰中發揮一小部分作用。”
該團隊計劃在未來三年內開發出原型雷射。