Egy új technológia az éjszaka teljes sötétsége ellenére is képes áramot termelni a napenergiából

Az ACS Photonics folyóiratban megjelent friss tanulmány szerint egy mérnökcsoport sikeresen termelt áramot az éjjellátó szemüvegekben általá...

Az ACS Photonics folyóiratban megjelent friss tanulmány szerint egy mérnökcsoport sikeresen termelt áramot az éjjellátó szemüvegekben általánosan megtalálható technológiával, az úgynevezett "éjszakai" napenergiával.

Az Új-Dél-Walesi Egyetem tudósai életképes energiatermelést mutattak be "egy hagyományos napelem inverzével," amely végül akár egytizedét is képes termelni annak, mint egy napelem, még a naplemente után is. (1)

Villamos energia előállítása infravörös hősugárzásból

A napfényt vagy a fotovoltaikus panelekkel, vagy a napsugárzás koncentrálásával alakítják elektromos energiává. Az ebben a forrásban lévő energia felhasználható elektromos áram előállítására, és akkumulátorokban vagy hőenergia-tárolókban tárolható, hogy később felhasználható legyen. Érdekes módon egyes anyagok fordítva is működhetnek, és energiát termelnek, miközben hőt sugároznak vissza az éjszakai levegőbe.

Van ebben némi logika, hiszen amikor egy anyagban egy atom felmelegszik, az elektromágneses sugárzás hullámait bocsátja ki infravörös fény formájában. Ahogy a Föld lehűl azáltal, hogy éjszaka energiát sugároz ki az űrbe, a kutatók éppen ebből tudnak áramot termelni.

A szakemberek által megalkotott eszközt termosugárzó diódának nevezik. És most bebizonyosodott, hogy ezzel az eljárással villamos energia termelhető, ami a Földről felfelé sugárzott hőt hasznosítja, és a hőmérséklet-különbség segítségével elektromos potenciállá alakítja. Az éjjellátó szemüvegekben széles körben használt anyagok egy részét is felhasználták ennek az eszköznek az elkészítésekor.

"A fotovoltaikus eljárás, a napfény közvetlen elektromos árammá alakítása egy mesterséges folyamat, amelyet az emberek azért fejlesztettek ki, hogy a napenergiát energiává alakítsák," - magyarázta Phoebe Pearce, az Új-Dél-Walesi Egyetem fizikusa. (2)

"Ebben az értelemben a hősugárzási folyamat hasonló: az infravörösben áramló energiát a meleg Földről a hideg univerzumba irányítjuk."

Az éjszakai energiatermelés korai napjai

A vizsgálat szerint az egyik tesztelt MCT fotovoltaikus detektor 21,11 Celsius fokra melegedett fel, és négyzetméterenként 2,26 milliwattot termelt.

A megtermelt energia mennyisége bevallottan nagyon kicsi - 100 000-szer kevesebb, mint egy napelemnél, ezért még túl korai önmagában versenyképes megújuló energiaforrásként gondolni rá.

A kutatók azonban úgy gondolják, hogy a jövőben fejleszteni tudják, és a meglévő napelem technológiával párosítva hasznosíthatja azt a kis mennyiségű energiát, amelyet a napelemek a napi munka utáni lehűlés során nyújtanak. A Stanford mérnökeiből álló csapat már feltalált egy napelemet, amely éjszaka is termel áramot.

Valójában a technológia még abban is segíthet, hogy energiát állítson elő bármiből, ami a hőkamera szemén keresztül világít (más szóval hőt bocsát ki), azzal a lehetőséggel, hogy hőt gyűjtsenek az ipari hulladékból, vagy olyan bionikus eszközöket készítsenek, mint például mesterséges szívek.

"Még akkor is, ha ezeknek a technológiáknak a kereskedelmi forgalomba hozatala még távolinak tűnik, egy fejlődő ötlet legelején lenni nagyon izgalmas dolog egy kutató számára," - mondta Michael Nielsen, a tanulmány társszerzője.

"A napelemek tervezésével és optimalizálásával kapcsolatos tudásunkkal, valamint a meglévő közép-infravörös fotodetektorból kölcsönzött anyagokkal azt reméljük, hogy gyors előrelépést érünk el az éjszakai napenergia hasznosítás álmának megvalósítása felé." (3)

(1) - https://pubs.acs.org/doi/10.1021/
(2) - https://newsroom.unsw.edu.au/ne
(3) - https://interestingengineering.com