Napravljene nove solarne ćelije koje stvaraju eletričnu energiju po noći

Konvencionalna solarna tehnologija upija zrake sunčeve svjetlosti kako bi proizvela električnu energiju. Koliko god čudno zvučalo, neki materijali su sposobni proizvoditi energiju dok zrače toplinu natrag u hladno noćno nebo.

Tim inženjera u Australiji demonstrirao je teoriju na djelu, koristeći tehnologiju koja se obično nalazi u naočalama za noćno gledanje, piše Science Alert.

Do sada je prototip generirao samo malu količinu energije i malo je vjerojatno da će sam postati konkurentan izvor obnovljive energije, ali u kombinaciji s postojećom fotonaponskom tehnologijom, mogao bi iskoristiti malu količinu energije koju osigurava hlađenje solarnih ćelija nakon dugog, vrućeg radnog dana.

– Fotonaponska tehnika, izravna pretvorba sunčeve svjetlosti u električnu energiju, umjetni je proces koji su ljudi razvili kako bi pretvorili sunčevu energiju u energiju. U tom smislu, termoradijativni proces je sličan, mi preusmjeravamo energiju koja teče infracrvenim zrakama s tople Zemlje u hladni svemir, rekla je Phoebe Pearce, fizičarka sa Sveučilišta New South Wales.

Postavljanjem atoma u bilo koji materijal koji treperi od topline, prisiljavate njihove elektrone da generiraju niskoenergetske valove elektromagnetskog zračenja u obliku infracrvene svjetlosti. Koliko god ovaj proces bio nejasan, još uvijek ima potencijal da stvori malo struje. Sve što je potrebno je jednosmjerni elektronski prometni signal koji se zove dioda. Napravljena od prave kombinacije elemenata, dioda može miješati elektrone niz ulicu dok polako gubi toplinu na hladnije okruženje.

U ovom slučaju, dioda je izrađena od živinog kadmij telurida (MCT). Već korištena u uređajima koji detektiraju infracrveno svjetlo, sposobnost MCT-a da apsorbira infracrveno svjetlo srednjeg i dugog dometa i pretvori ga u struju. Ono što nije bilo sasvim jasno je kako bi se ovaj trik mogao učinkovito koristiti kao stvarni izvor energije.

Zagrijan na oko 20 stupnjeva Celzija, jedan od testiranih MCT fotonaponskih detektora generirao je gustoću snage od 2,26 miliwata po četvornom metru. Doduše, nije baš dovoljno za prokuhati vrč vode za jutarnju kavu. Vjerojatno će vam trebati dovoljno MCT ploča da pokrijete nekoliko gradskih blokova za taj mali zadatak.

Ali ni to zapravo nije poanta, s obzirom na to da su još uvijek vrlo rani dani na terenu i postoji potencijal da se tehnologija znatno dalje razvija u budućnosti.

– Trenutno, demonstracija koju imamo s termoradijativnom diodom relativno je male snage. Jedan od izazova je zapravo bilo njeno otkrivanje. Ali teorija kaže da je moguće da ova tehnologija u konačnici proizvede oko 1/10 snage solarne ćelije, kaže glavni istraživač studije Ned Ekins-Daukes.

Pri takvim vrstama učinkovitosti, možda bi se isplatilo uložiti MCT diode u tipičnije fotonaponske mreže kako bi nastavile puniti baterije dugo nakon zalaska Sunca.

Da budemo jasni, ideju korištenja hlađenja planeta kao izvora niskoenergetskog zračenja inženjeri već neko vrijeme zabavljaju. Različite metode dale su različite rezultate, sve sa svojim troškovima i koristima.

Ipak, testiranjem granica svakog od njih i finim podešavanjem njihovih sposobnosti da upijaju više infracrvene širine pojasa, možemo doći do niza tehnologija koje su sposobne iscijediti svaku kap energije iz gotovo bilo koje vrste otpadne topline.

– U budućnosti, ova tehnologija bi potencijalno mogla prikupiti tu energiju i ukloniti potrebu za baterijama u određenim uređajima ili pomoći u njihovom ponovnom punjenju. To nije nešto gdje bi konvencionalna solarna energija nužno bila održiva opcija, kaže Ekins-Daukes.

Ovo istraživanje detaljno je objavio časopis ACS Photonics.