全球能源問題將解決？科學家利用量子隧道技術從地熱中轉化電力

能源問題向來是世界各國關注的焦點，人類社會的發展離不開能源的供給，優質的能源甚至能夠促進一個國家經濟的快速發展，自第四次工業革命以來，人們開始將開發的重點從傳統的不可再生能源逐漸轉向清潔能源。例如近些年興起的：太陽能，風能，核能，地熱能等等，儘管新型能源不斷被科學家們所開發出來，但仍就無法滿足人類對能源日趨增加的需求。

2018年2月8日，根據美國Materials Today Energy（今日材料與能源）雜誌的報道。來自沙烏地阿拉伯的阿普杜拉國王科技大學的物理學家們利用最新研發的技術——量子隧道技術，能夠將地熱中無法被利用的紅外輻射轉化為電能並加以存儲，據計算全球浪費的紅外輻射能源每分鐘可以達到上億千兆瓦。

我們都知道能源的利用率都是有限的，人類在使用能源時會有大部分因無法完全利用而散失，地熱能也是如此。但又因為地熱能源中散失的紅外輻射的波長太短，以之前的技術物理學家們無法捕捉並利用它們，而這一次量子隧道技術的突破則完美解決了這個問題。說了那麼多，到底什麼是量子隧道效應呢？

簡單的舉個例子，如果要將一個球從一座山的一邊帶到另一邊，需要給它大量的能量推上山，才能到達另一邊。但在量子物理之中，球可以用更少的能量直接穿過山中的隧道，到達山的另一邊，這就是量子隧道效應。那麼科學家們是如何利用這項技術來將紅外輻射轉化為電能的呢？

物理學家們設計了一個極細的天線來捕捉浪費的紅外輻射，捕捉到的紅外輻射中的電子會通過天線中的metal-insulator-metal(MIM)二極體，然後經過一個由金和鈦金屬薄膜構成的強電場的微型隧道，便可將這些紅外波給轉換成電能。在這其中MIM二極體起到了至關重要的作用，它大大提高了利用效率。阿普杜拉國王科技大學的首席研究員 Atif Shamim曾評價：「市面上沒有哪個二極體的工作頻率能夠比得上MIM，這也是量子隧道效應能夠加以具體運用的原因。」

比二次利用浪費的紅外輻射更重要的是，這項技術研發的熱能轉化裝置可以無視自然天氣的干擾，能夠24小時不間斷的轉化電能，這將為人類提供一個穩定且大量的電能。但令人惋惜的是，這項技術中製作天線的納米重疊的兩個手臂需要非常精確的定位，這使得這項技術的門檻大大提高，全面的普及將會非常困難。但若這項技術能夠加以優化的話，全球能源問題將得到有效地解決。

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