כרמל רוטשילד

פרס קריל 2017
טכניון

ד"ר כרמל רוטשילד (Carmel Rotchild)

שמי כרמל רוטשילד, אב ליעל סול ויותם, ונשוי לשרה.

בגיל 26 (מאוחר מאד), התחלתי את למודי לתואר ראשון בהנדסה אופטית כחלק מפקולטה להנדסת מכונות. בהמשך למדתי לדוקטורט בפקולטה לפיסיקה בטכניון אצל פרופ' מוטי שגב, ופוסט-דוקטורטבפקולטה להנדסת חשמל ב- MIT. לאחר מכן חזרתי כחבר סגל לפקולטה להנדסה מכנית בטכניון להוביל את הנדסת האופטיקה לצד פרופ' ארז חסמן וטל כרמון. במקביל לתפקיד זה אני גם יזמתי סטרט-אפ ‘Realview-imaging’ אשר מוביל את עולם ההולוגרפיה הדיגיטלית לתצוגות תלת ממדיות.

מחקרי בטכניון (בעצם מחקרם של הסטודנטים בהנחייתי שמבצעים את רוב העבודה) הוא בתחום תרמודינאמיקה של קרינה. האפליקציה העיקריות שאנו מכוונים אליה הם אנרגיה סולרית יעילה וההתקנים שאנו בונים מבוססים ננו-טכנולוגיה.

בתחום שלנו ידוע התיאור של קרינה תרמית (קרינת פלאנק, קרינת גוף שחור), וגם ידוע התיאור של קרינה לא תרמית (פוטולומינסנס או LED) אבל השאלה הבסיסית: מה אופי הקרינה הלא-תרמית כאשר האנרגיה התרמית משמעותית נשארה פתוחה. על פי פלאנק, העלאת הטמפרטורה גוררת קרינה מוגברת בכל אורך גל. אנו גילינו שבקרינה לא-תרמית שתף הפוטונים נשמר כשמעלים את הטמפרטורה אך כל פוטון מקבל יותר אנרגיה (הסחה לכחול). למעשה גלינו שפליטה לא תרמית היא משאבת חום הדומה לתהליכים של קירור קרינתי. הראינו גם שקרינה לא-תרמית המגיעה לטמפרטורה קריטית הופכת לקרינה תרמית בצורה מידית, הדומה למעבר פאזה.

גילוי זה משמעותי לתאים סולריים שחצי מהאנרגיה הנבלעת מקרינת השמש נאבדת לחום. הראינו שבתהליך של בליעת אור השמש ע"י חומר שפולט את האור בחזרה (פוטולומינסנס), הפליטה של האור מכילה את איבודי החום,ויכולה להיקלט ע"י תא השמש ביעילות כפולה מאשר בליעה ישירה של אור השמש. הראינו תיאורית איך עיקרון זה מעלה את היעילות המקסימלית האפשרית לתאי שמש מ41% ל70%, בנוסף הראינו ניסויית שניתן באמצעים הקיימים היום להשיג 45% יעילות המרה לחשמל, לעומת 30% שניתן להשיג היום.

המחקר הנ"ל ממומן ע"י האיחוד הארופאי (ERC), המאמר שמציג את הוכחת היתכנות הוכתר ע"י האגודה האמריקאית לאופטיקה (OSA) כמאמר החשוב ביותר באנרגיה סולרית ל-2016. המטרה שלנו בשלוש שנים הבאות הינו להדגים התקן בעל יעילות המרה של מעל 30%, דבר שעשוי להשפיע על שוק האנרגיה הסולרית העולמי.

זוכי פרס קריל

// order posts by year $posts_by_year;