Onderzoekers zoeken naar manieren om energie op te wekken uit verschillende bronnen, waaronder ook warmte-energie. In een recente presentatie kan het donkere zonne-apparaat van het UNSW-team Amerikaanse ruimtestations van stroom voorzien.
Een team van onderzoekers van UNSW Sydney heeft aangetoond dat het mogelijk is om in het donker elektriciteit op te wekken met behulp van licht . Deze demonstratie vond een paar jaar geleden plaats en in 2024 zijn ze genomineerd voor de Eureka-prijs , de meest prestigieuze wetenschappelijke prijs van Australië. Bovendien hebben ze financiering ontvangen van de Amerikaanse luchtmacht om hun technologie verder te ontwikkelen voor gebruik in de ruimte.
Professor Ned Elkin-Daukes , leider van een team aan de University of New South Wales (UNSW), zei: "Deze apparaten doen precies het tegenovergestelde van een zonnepaneel. In dit geval noemen we het een thermoradiatieve diode. Dit apparaat is warm en wekt energie op wanneer het licht uitstraalt in een koude omgeving."
Warmte naar licht
De thermoradiatieve diode gebruikt het licht dat door de warmte-energie wordt geproduceerd. De warmere delen van het gebouw zenden licht uit. In plaats van de lichtgolven van warmte te meten, zet de diode het om in elektriciteit met een veel lagere energiedichtheid.
In tegenstelling tot zonnepanelen is het concept van efficiëntie niet van toepassing op deze technologie. Dit komt omdat de energiebron variabel is. Dit betekent dat de diode een hogere efficiëntie kan hebben, ergens 50% meer dan PV-panelen, maar weinig vermogen genereert. Het is ook mogelijk dat het een efficiëntie van één cijfer heeft, maar meer vermogen genereert.
Stel dat een zonnepaneel 220 watt per vierkante meter opwekt, dan bereikt de thermoradiatieve diode uit 2022 in het laboratorium 2 milliwatt per vierkante meter. Het team streeft er momenteel naar om dit vermogen te verhogen tot tientallen watts per vierkante meter.
De 1e demonstratie
In 2019 toonde het project aan dat het concept werkt op basis van de thermodynamische theorie. Volgens deze theorie zou elk type licht dat door warmte wordt gegenereerd, elektriciteit moeten kunnen opwekken. Zelfs als de golflengte te laag is om zichtbaar te zijn voor het menselijk oog, is het mogelijk om te werken.
De 2e benadering
In 2021 ontwikkelden ze een prototype met materialen die in nachtzichtbrillen voorkomen. Dit was een laboratoriummodel dat op kamertemperatuur werkte. Maar zelfs in dat stadium kon hun aanpak geen financiering veiligstellen.
Cube Sat Experiment herdefinieert technologie voor zonne-ruimteboerderijen
De 3e poging
Deze keer bouwt het team een thermoradiatieve halfgeleiderlegering III-V in plaats van kwikcadmiumtelluride. Het is aanpasbaarder dan de nachtzichtlegeringen. Ze testen het ook onder temperaturen die in de ruimte worden ervaren.
De aanpak is om technologie toe te voegen aan satellieten in lage banen om de aarde, waar de dag doorgaans 45 minuten duurt en de nacht 45 minuten.
Dankzij de vooruitgang in de micro-elektronica hopen onderzoekers dat het niet lang meer zal duren voordat technologie van de daken naar de lucht gaat.
