拆开一台发动机，把里面的活塞曲轴统统丢掉，然后点火启动。
祝贺你，你创造出了一台固态内燃机！它全然不存在任何移动的部件，然而效率却是普通内燃机的两倍。那么它，究竟是个什么样的怪物呢？
01 不是发动机，而是“烧油的发电机”
其实这个怪物并非毫无来历凭空出现，它是一款受到由初创建的公司Light Cell所设计的，具有革新性质的产品，也就是光电池发动机。
尽管其名称之中含有“发动机”，然而实际上它属于一台特别独到的发电机，它的运行逻辑简约且直接：
燃烧燃料进而产生那种达到极致程度的热量，此热量致使物质被激发从而发出光亮，之后特制的光伏电池把这光转化成电。
说起它特殊原因，在于这台机器并非发明全新物理定律，而是大胆把几项已知高难度技术，进行了极富想象力整合。Light Cell创始团队诸多成员来自麻省理工学院等顶尖学府，他们没选死磕电池化学瓶颈，而是转头挖掘一项被冷落半个世纪技术。
02 沉睡半世纪的“热电光伏”技术
名叫“热电光伏”（, TPV）的这项核心技术，其理论早在几十年前的上世纪60年代就已经出现了，甚至在更早的几十年前NASA就考虑将其用于深空探测器的能源系统。
话说用那种最没有技术专业性的语言来讲呢，热电光伏它所呈现的状态就是初中物理内燃机曲轴，把太阳能电池板挪到火炉的旁边，然后在那儿烤着。
一个典型的 TPV 系统通常由四个核心组件构成：
热源方面，任何能够产生高温的事物一流范文网，诸如燃烧化石燃料、诸如废弃工业热能，诸如甚至是聚光后的太阳能，其目标在于将温度烧至1000摄氏度以上。Light Cell更为激进，他们直接于机器内部制造出了高达2000摄氏度的地狱级高温。辐射器方面，这是关键的中转站，它吸收热量，随后以光也就是电磁辐射的形式发射出来。普通的辐射器像白炽灯丝。会发出各种波长的光多数这些光无法被电池利用。故而效率极低。光伏电池：负责将接收到的光转化为电能。
为了把传统TPV效率不高的问题给解决掉，Light Cell搞出了两个关键的创新。
最先，他们摒弃了传统的固体辐射器，转而采用纳蒸气，在2000度的高温状况下，固体材料极容易出现开裂老化的情况，然而气态的钠不但把这个问题给解决了，而且还能够发出近乎单色的、精确的黄光，其光的波长为589nm。
其次，他们依据具体情况，量身定制，专门研发了一种特殊的半导体材料，这种材料的能带隙被极为精准地调整到恰好对应589nm的能量。
这岂是简简单单的发电行为，分明等同给光伏电池逐一精准投喂能量！这般极端精确无误的能量适配，致使系统的理论效率上限提升到一个令人惊愕不已的程度，远远超过传统内燃机所受的卡诺循环制约了。
03 蓝宝石打造的“能量囚笼”
当然了，理论呈现出极为充实饱满的状态，而现实却显得十分瘦削单薄。需使得这个系统于现实当中运转起来，材料学必然要直面堪称极限的挑战。
怎样的材料，在两千度这般高温状况下，能够承受得住呢？普遍的玻璃管，会即刻发生融化情况，甚至直接转变为气体挥发掉。Light Cell 的选用初中物理内燃机曲轴，真可谓是毫不吝惜成本投入——他们把蓝宝石用作燃烧室的透明外壳。蓝宝石不只是拥有极高的透明度，还具备令人惊骇的熔点以及超强的热稳定性。
此外，为了避免珍贵的能量出现逃逸情况，系统的背面安装了具有极高反射率的镜子。那些在第一波当中没有被电池进行吸收的光子，会被镜子朝着中心热源弹回去，再次进行加热。
在物理范畴之中，这被称作是“光子循环”。整个的设计宛如一个毫无瑕疵的“能量囚笼” ，除开那转变成为电流流淌而出的能量之外 ，剩余的热量均在其内部持续不断地进行弹跳 ，并且循环往复 ，一直到被压榨干最后那一丝价值才会停止。
04 完美的能源梦想与致命的工程挑战
这种固态内燃机的潜力是巨大的。
依据Light Cell所公布的数据，其功率密度着实惊人，预计每公斤能够输出功率为5千瓦，这般情形比传统的活塞发动机要强劲许多。
尤为关键的是能量密度，鉴于它所燃烧的是液体燃料，其单位重量储存的能量乃是当下最为先进锂电池的几十倍，这表明，要是这项技术得以成熟，我们极有可能无需再背负极为沉重的电池组，仅仅携带一小罐汽油或者氢气，便能够使重型工业无人机、具备长续航能力的机器人乃至电动飞机持续运转几个小时甚至是几天。
它完美地将化学燃料具备的高能量密度，与电动机拥有的高转化效率融合在一起。这恰恰是航空业梦寐以求的“圣杯”。这同样是高端机器人领域梦寐以求的“圣杯”。
然而，于它步出实验室以前，存在着几个极为致命的工程难点，横亘于眼前：
这三点，听起来没有一个是容易解决的。
嗯，或许它最终会因没法克服工程方面的障碍而走向失败，进而成为科技发展历程中的一个记录。然而，只要存在有人敢于将燃料点燃，并且不再仅仅满足于推动笨重的活塞这种情况，人类就始终处于距离下一次能源变革更近一步的位置。