Forscher suchen nach Möglichkeiten, Strom aus verschiedenen Quellen zu erzeugen, darunter auch Wärmeenergie. In einer kürzlichen Präsentation zeigte ein UNSW-Team, wie eine Dark-Solar-Anlage US-Raumstationen mit Strom versorgen kann.
Ein Forscherteam der UNSW Sydney demonstrierte die Möglichkeit, im Dunkeln Strom aus Licht zu erzeugen . Diese Demonstration fand vor einigen Jahren statt, und 2024 sind sie für den Eureka-Preis nominiert , Australiens renommiertesten Wissenschaftspreis. Darüber hinaus erhielten sie Fördermittel der US-Luftwaffe, um ihre Technologie für den Einsatz im Weltraum weiterzuentwickeln.
Professor Ned Elkin-Daukes , Leiter eines Teams an der University of New South Wales (UNSW), sagte: „Diese Geräte funktionieren genau umgekehrt wie ein Solarpanel. In diesem Fall nennen wir sie thermoradiative Dioden. Dieses Gerät erwärmt sich und erzeugt Strom, indem es Licht in eine kalte Umgebung abgibt.“
Wärme zu Licht
Die Thermoradiativdiode nutzt das durch Wärmeenergie erzeugte Licht. Die wärmeren Teile des Gebäudes strahlen Licht aus. Anstatt die Lichtwellen der Wärme zu messen, wandelt die Diode sie in Elektrizität mit deutlich geringerer Energiedichte um.
Anders als bei Solarmodulen ist der Wirkungsgrad bei dieser Technologie nicht anwendbar. Dies liegt daran, dass die Energiequelle variabel ist. Das bedeutet, dass die Diode einen um bis zu 50 % höheren Wirkungsgrad als PV-Module haben könnte, aber dennoch wenig Strom erzeugt. Es ist auch möglich, dass sie einen einstelligen Wirkungsgrad hat, aber eine höhere Leistung erzeugt.
Angenommen, ein Photovoltaikmodul erzeugt 220 Watt pro Quadratmeter, die im Labor befindliche thermoradiative Diode der Version 2022 erreicht 2 Milliwatt pro Quadratmeter. Derzeit arbeitet das Team daran, diese Leistung auf mehrere zehn Watt pro Quadratmeter zu steigern.
Die 1. Demonstration
Im Jahr 2019 zeigte das Projekt, dass das Konzept auf der Grundlage der thermodynamischen Theorie funktioniert. Demnach sollte jede Art von Licht, das durch Wärme erzeugt wird, in der Lage sein, Strom zu erzeugen. Selbst wenn die Wellenlänge zu kurz ist, um für das menschliche Auge sichtbar zu sein, ist es möglich, dass es funktioniert.
Der 2. Ansatz
Im Jahr 2021 entwickelten sie dann einen Prototyp mit Materialien, die in Nachtsichtgeräten verwendet werden. Dabei handelte es sich um ein Labortischmodell, das bei Raumtemperatur betrieben wurde. Doch selbst zu diesem Zeitpunkt konnte ihr Ansatz keine Finanzierung sichern.
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Der dritte Versuch
Dieses Mal baut das Team eine thermoradiative Halbleiterlegierung III-V anstelle von Quecksilber-Cadmium-Tellurid. Diese ist anpassungsfähiger als die Nachtsichtgeräte. Sie wird außerdem unter Weltraumtemperaturen getestet.
Der Ansatz besteht darin, Satelliten in niedrigen Erdumlaufbahnen, die normalerweise 45 Minuten Tag und 45 Minuten Nacht haben, mit Technologie auszustatten.
Angesichts der Fortschritte in der Mikroelektronik sind die Forscher zuversichtlich, dass der Übergang von den Dächern in den Himmel nicht mehr lange dauern wird.
Quelle : Team der UNSW erhält US-Fördergelder für Nachtlichtstrom
