Det uppskattas att så mycket som två tredjedelar av energiförbrukningen i USA varje år går till spillo som värme. Ta till exempel, bilmotorer, bärbara datorer, mobiltelefoner, även kylskåp, som värms upp med överanvändning.

Tänk om du kunde fånga värmen de genererar och förvandla den till mer energi.

Mathieu Francoeur, professor i maskinteknik vid University of Utah, har upptäckt ett sätt att producera mer el från värme än man trodde var möjligt genom att skapa ett kiselchip, även känd som en "enhet, "som omvandlar mer termisk strålning till elektricitet. Hans fynd publicerades i tidningen, En strålningsvärmeöverföringsenhet för närfält, i det senaste numret av Naturnanoteknik .

Forskare har tidigare fastställt att det finns en teoretisk "svartkroppsgräns" för hur mycket energi som kan produceras från värmestrålning (värme). Men Francoeur och hans team har visat att de kan gå långt över svartkroppsgränsen och producera mer energi om de skapar en enhet som använder två kiselytor väldigt nära varandra. Teamet producerade ett 5 mm-till-5 mm-chip (ungefär lika stort som ett suddgummihuvud) av två kiselskivor med ett nanoskopiskt mellanrum mellan dem bara 100 nanometer tjockt, eller en tusendel tjockleken på ett människohår. Medan chipet var i ett vakuum, de värmde en yta och kylde en annan yta, vilket skapade ett värmeflöde som kan generera el. Konceptet att skapa energi på detta sätt är inte unikt, men Francoeur och hans team har upptäckt ett sätt att passa de två kiselytorna jämnt nära varandra i mikroskopisk skala utan att röra varandra. Ju närmare de är varandra, desto mer el kan de generera.

"Ingen kan avge mer strålning än svartkroppsgränsen, "sa han." Men när vi går till nanoskala, du kan."

I framtiden, Francoeur föreställer sig att sådan teknik kan användas för att inte bara kyla ned bärbara enheter som bärbara datorer och smartphones utan också för att kanalisera den värmen till mer batteritid, möjligen så mycket som 50% mer. En bärbar dator med en sex timmars laddning kan hoppa till nio timmar, till exempel.

Markerna kan användas för att förbättra solpanelernas effektivitet genom att öka mängden elektricitet från solens värme eller i bilar för att ta värmen från motorn för att hjälpa till att driva elsystemen. De kan också vara utformade för att passa in i implanterbar medicinsk utrustning, t.ex. en pacemaker som inte kräver utbytbara batterier.

En annan fördel är att sådan teknik kan hjälpa till att förbättra datorprocessorernas livslängd genom att hålla dem svala och minska slitage, och det kommer att spara mer energi annars används för fläktar för att kyla processorerna. Det kan också bidra till att förbättra miljön, Francoeur argumenterade.

"Du sätter tillbaka värmen i systemet som elektricitet, "sa han." Just nu, vi dumpar det bara i atmosfären. Det värmer upp ditt rum, till exempel, och sedan använder du din AC för att kyla ditt rum, vilket slösar mer energi. "