На прага на енергийното бъдеще: диаманти в служба на въглеродната неутралност
Изследователи от Университета на Илинойс в Урбана-Шампейн (UIUC) са създали полупроводниково устройство въз основата на елмаз, което демонстрира най-високо напрежение на пробив и най-нисък ток на утечка спрямо известните до момента диамантени устройства. Това изобретение може да се окаже ключът към доста устойчивото електрифициране на обществото в подтекста на устрема към въглеродна индиферентност до 2050 година
Според скорошен отчет на Националната академия на науките, за инженерството и медицината на Съединени американски щати съществува риск без рационализация и разширение на електрическата мрежа преходът към възобновима сила да се забави доста, което да докара до краткотрайно увеличение на излъчванията от изкопаеми горива.
Кен Байрам, професор по електроинженерство и компютърни науки, който е началник на проучването дружно с дипломанта Жуоран Хан, отбелязва, че задоволяването на възходящото търсене на електрическа енергия изисква прекосяване от обичайни материали като силиций към нови материали, в това число елмаз и други материали с ултраширока зона.
Диамантът като полупроводник със свръхширока зона има най-висока топлопроводимост, което разрешава на устройствата, основани на него, да работят при доста по-високи напрежения и токове, като дейно разсейват топлината, без да утежняват електрическите характерности. Това прави диаманта изключително перспективен за приложения, изискващи висок ток и напрежение, като да вземем за пример в слънчевите панели и вятърните турбини.
Разработеното устройство е в положение да издържи на напрежения от към 5 kV, а теоретично – до 9 kV, което е връх за диамантените устройства. Освен това устройството демонстрира най-ниския ток на утечка, което покачва общата успеваемост и надеждност на устройството.
Хан акцентира, че създаденото устройство е по-подходящо за потребление тук-там с доста високи мощности и напрежения – в бъдещите електропреносни мрежи и други енергийни приложения. Изследователите се надяват да продължат да усъвършенстват устройството, с цел да употребяват оптимално капацитета на диаманта като материал за правене на полупроводници със напълно нови висококачествени параметри.
