Naukowcy szukają sposobów na generowanie energii z różnych źródeł, w tym również energii cieplnej. W niedawnej prezentacji zespół UNSW przedstawił urządzenie wykorzystujące ciemne słońce, które może zasilać amerykańskie stacje kosmiczne.
Zespół naukowców z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii w Sydney zademonstrował możliwość wytwarzania energii elektrycznej w ciemności za pomocą światła . Demonstracja miała miejsce kilka lat temu, a w 2024 roku naukowcy zostali nominowani do nagrody Eureka . Jest to najbardziej prestiżowa nagroda naukowa w Australii. Co więcej, naukowcy pozyskali również fundusze od Sił Powietrznych Stanów Zjednoczonych na rozwój technologii do wykorzystania w przestrzeni kosmicznej.
Profesor Ned Elkin-Daukes , kierownik zespołu z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii (UNSW), powiedział: „To, co te urządzenia robią, jest przeciwieństwem panelu słonecznego. W tym przypadku nazywamy je diodą termoradiacyjną. To urządzenie jest ciepłe i generuje energię, emitując światło do zimnego otoczenia”.
Od ciepła do światła
Dioda termoradiacyjna wykorzystuje światło wytwarzane przez energię cieplną. Cieplejsze części budynku emitują światło. Zamiast mierzyć fale świetlne z ciepła, dioda zamienia je na energię elektryczną o znacznie niższej gęstości energii.
W przeciwieństwie do paneli słonecznych, koncepcja wydajności nie ma zastosowania do tej technologii. Dzieje się tak, ponieważ źródło energii jest zmienne. Oznacza to, że dioda może mieć wyższą wydajność, gdzieś o 50% wyższą niż panele PV, ale generować małą moc. Możliwe jest również, że ma jednocyfrową wydajność, ale generuje większą moc.
Załóżmy, że panel fotowoltaiczny generuje 220 watów na metr kwadratowy. Wersja diody termoradiacyjnej z 2022 roku, opracowana w laboratorium, osiąga 2 miliwaty na metr kwadratowy. Obecnie zespół dąży do zwiększenia tej mocy do kilkudziesięciu watów na metr kwadratowy.
1. Demonstracja
W 2019 r. projekt pokazał, że koncepcja działa w oparciu o teorię termodynamiczną. Zgodnie z nią każdy rodzaj światła generowanego przez ciepło powinien być w stanie generować energię elektryczną. Nawet jeśli jego długość fali jest zbyt niska, aby była widoczna dla ludzkiego oka, jest to możliwe.
Drugie podejście
Następnie w 2021 r. opracowali prototyp z materiałów znalezionych w goglach noktowizyjnych. Był to model laboratoryjny, działający w temperaturze pokojowej. Ale nawet na tym etapie ich podejście nie było w stanie zabezpieczyć żadnego finansowania.
Eksperyment Cube Sat zmienia definicję technologii dla farm słonecznych w kosmosie
3 próba
Tym razem zespół buduje termoradiacyjny stop półprzewodnikowy III-V zamiast tellurku rtęci i kadmu. Jest on bardziej adaptowalny niż te noktowizyjne. Testują go również w temperaturach panujących w kosmosie.
Podejście to polega na wyposażeniu satelitów na niskich orbitach okołoziemskich w technologię, na których zazwyczaj dzień trwa 45 minut, a noc 45 minut.
Naukowcy mają nadzieję, że dzięki postępowi w dziedzinie mikroelektroniki przejście z dachów na niebo nie potrwa długo.
