پژوهشگران دانشگاه صنعتی هوانوردی غیرنظامی چین با الهام از فناوری سلولهای خورشیدی، موفق به ساخت گیرندهای سبکوزن شدهاند که میتواند انرژی لیزر را به برق تبدیل کرده و پهپادها را در حین پرواز شارژ کند. این دستاورد که در مجله علمی Matter & Light منتشر شده است، میتواند محدودیتهای مربوط به عمر باتری را در مأموریتهای طولانیمدت از میان بردارد.
کاربردهای احتمالی فناوری شارژ بدون فرود
جیانهوا هان (Jianhua Han)، نویسنده ارشد این مطالعه، معتقد است که این فناوری موانع فعلی در مأموریتهای طولانیمدت را کاهش میدهد. از جمله کاربردهای اصلی این سیستم میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- بازرسی و پایش جنگلها
- نظارت بر بلایای طبیعی
- تحویل بستهها در مسیرهای طولانی
ساختار سلول لیزری پروسکایت-ترموالکتریک (PLC-TE)
این فناوری بر پایه دستگاه ترکیبی موسوم به سلول لیزری پروسکایت-ترموالکتریک (PLC-TE) طراحی شده است. این دستگاه برخلاف سلولهای خورشیدی معمولی، برای جذب انرژی لیزر بهینهسازی شده و از دو لایه اصلی تشکیل شده است:
- لایه پروسکایت: این ماده پیشرفته وظیفه جذب نور لیزر و تبدیل آن به برق را بر عهده دارد.
- لایه ترموالکتریک: این لایه انرژی گرمایی حاصل از فرآیند را جذب کرده و از اختلاف دما بین سمت گرم و سرد، برق اضافی تولید میکند.
چالش مدیریت گرما و راهکار خنکسازی
یکی از چالشهای اصلی در استفاده از لیزرهای پرقدرت، تجمع بیش از حد گرما در دستگاه است که میتواند بازدهی را کاهش دهد. طبق آزمایشهای انجام شده، دمای دستگاه تحت تابش لیزر پرقدرت به ۸۰ تا ۹۰ درجه سانتیگراد رسیده بود.
برای مقابله با این مشکل، پژوهشگران از لایههای خنککننده و کانالهای هوا استفاده کردهاند تا از داغ شدن بیش از حد دستگاه جلوگیری کرده و بازدهی تبدیل انرژی را در بالاترین سطح ممکن حفظ کنند.