Perinteinen aurinkotekniikka imee auringonvaloa vähentääkseen jännitettä. Kummallista kyllä, jotkut materiaalit voivat liikkua vastakkaiseen suuntaan tuottaen energiaa säteilemällä lämpöä kylmälle yötaivaalle. Ryhmä australialaisia insinöörejä osoitti tämän teorian käytännössä käyttämällä pimeänäkölaseissa yleisesti käytettyä tekniikkaa sähkön tuottamiseen.
Toistaiseksi prototyyppi tuottaa vain pienen määrän tehoa, eikä se todennäköisesti ole kilpailukykyinen uusiutuva energialähde, mutta yhdistettynä olemassa olevaan aurinkosähköteknologiaan se voi käyttää pientä määrää aurinkokennojen tuottamaa energiaa jäähtyäkseen pitkän, kuuman päivä töissä.
"Valosähkö, auringonvalon suora muuntaminen sähköksi, on keinotekoinen prosessi, jonka ihmiset ovat kehittäneet muuttaakseen aurinkoenergiaa sähköksi", sanoo fyysikko Phoebe Pearce New South Walesin yliopistosta. "Tässä mielessä lämpösäteilyprosessi on analoginen: ohjaamme infrapuna-alueella virtaavan energian lämpimästä maasta kylmään universumiin." Pakottamalla minkä tahansa materiaalin atomit värähtelemään lämmön mukana, saat niiden elektronit synnyttämään matalaenergisiä sähkömagneettisen säteilyn pulsaatioita infrapunavalon muodossa. Huolimatta siitä, kuinka heikko tämä elektroninen välkyntä on, se pystyy silti käynnistämään hitaan sähkövirran. Tähän tarvitaan vain yksisuuntainen elektroninen liikennevalo, jota kutsutaan diodiksi. Oikeasta elementtien yhdistelmästä valmistettu diodi voi siirtää elektroneja luovuttaen hitaasti lämpöään viileämpään ympäristöön.
Tässä tapauksessa diodi on valmistettu elohopea-kadmiumtelluridista (elohopea-kadmiumtelluridi (MCT)). Infrapunavaloa tunnistavissa laitteissa jo käytetty MCT:n kyky absorboida keski- ja kauko-infrapunavaloa ja muuntaa se virraksi on hyvin tutkittu. Se, mikä ei ollut täysin selvää, oli se, kuinka tätä tiettyä temppua voitaisiin käyttää tehokkaasti todellisena virtalähteenä.
Kuumennettaessa noin 20 °C:seen yksi testatuista MCT-aurinkosähköilmaisimista tuotti tehotiheyden 2,26 ml neliömetriä kohti. Tämä ei tietenkään riitä keittämään kannu vettä aamukahvia varten. Tarvitset luultavasti tarpeeksi MCT-paneeleja kattamaan useita kaupungin kortteleita tätä pientä tehtävää varten. Mutta siitä ei oikeastaan ole kysymys, koska on vielä hyvin varhaista puhua todellisesta tuloksesta, ja teknologialla on potentiaalia kehittyä merkittävästi edelleen tulevaisuudessa.
"Tällä hetkellä lämpösäteilydiodin esittely on erittäin pienitehoinen. Yksi haasteista oli itse asiassa sen havaitseminen", sanoo johtava tutkija Ned Ekins-Dowkes. Mutta teoria sanoo, että tekniikka voisi lopulta tuottaa noin 1/10 aurinkokennon tehosta. Tällä tehokkuudella saattaa olla vaivan arvoista kutoa MCT-diodit tyypillisiin aurinkosähköverkkoihin, jotta ne jatkavat akkujen lataamista pitkään auringonlaskun jälkeen.
Selvyyden vuoksi ajatus jäähdyttävän planeetan käyttämisestä matalaenergisen säteilyn lähteenä on kiinnostanut insinöörejä jo jonkin aikaa. Eri menetelmillä on saatu erilaisia tuloksia, joilla kaikilla on omat kustannukset ja hyödyt. Testaamalla jokaisen rajoja ja hienosäätämällä niiden kykyä absorboida enemmän infrapunaa voimme kuitenkin kehittää joukon teknologioita, jotka pystyvät puristamaan jokaisen energiapisaran melkein mistä tahansa hukkalämmöstä.
Voit auttaa Ukrainaa taistelemaan venäläisiä hyökkääjiä vastaan. Paras tapa tehdä tämä on lahjoittaa varoja Ukrainan asevoimille Pelasta elämä tai virallisen sivun kautta NBU.
Lue myös:
- Elon Musk luovutti aurinkopaneelit ja Tesla Powerwall -energian varastointijärjestelmät Ukrainalle
- Aurinkoenergia sopii paremmin Marsin siirtokuntiin kuin ydinenergia