La technologie solaire traditionnelle absorbe la lumière du soleil pour réduire la tension. Curieusement, certains matériaux sont capables de se déplacer dans la direction opposée, produisant de l'énergie en rayonnant de la chaleur dans le ciel nocturne froid. Un groupe d'ingénieurs australiens a démontré cette théorie en action, en utilisant la technologie couramment utilisée dans les lunettes de vision nocturne pour générer de l'énergie.
Jusqu'à présent, le prototype ne produit qu'une petite quantité d'énergie et il est peu probable qu'il soit une source d'énergie renouvelable compétitive, mais combiné à la technologie photovoltaïque existante, il peut utiliser une petite quantité d'énergie fournie par les cellules solaires pour se refroidir après une longue et chaude journée au travail.
"La photoélectricité, la conversion directe de la lumière du soleil en électricité, est un processus artificiel que les humains ont développé pour convertir l'énergie solaire en électricité", explique Phoebe Pearce, physicienne à l'Université de Nouvelle-Galles du Sud. "En ce sens, le processus thermoradiatif est analogue : nous détournons l'énergie circulant dans le domaine infrarouge de la Terre chaude vers l'Univers froid." En forçant les atomes de n'importe quel matériau à osciller avec la chaleur, vous faites en sorte que leurs électrons génèrent des pulsations de faible énergie de rayonnement électromagnétique sous forme de lumière infrarouge. Peu importe la faiblesse de ce scintillement électronique, il est toujours capable de démarrer un courant électrique lent. Tout ce qui est nécessaire pour cela est un feu de signalisation électronique unidirectionnel appelé diode. Composée de la bonne combinaison d'éléments, une diode peut déplacer des électrons tout en cédant lentement sa chaleur à un environnement plus frais.
Dans ce cas, la diode est en tellurure de mercure-cadmium (tellurure de mercure et de cadmium (MCT)). Déjà utilisé dans les appareils qui détectent la lumière infrarouge, la capacité du MCT à absorber la lumière infrarouge moyenne et lointaine et à la convertir en courant est bien étudiée. Ce qui n'était pas tout à fait clair, c'était comment cette astuce particulière pouvait être utilisée efficacement comme source d'alimentation réelle.
Lorsqu'il est chauffé à environ 20°C, l'un des détecteurs photovoltaïques MCT testés a généré une densité de puissance de 2,26 ml par mètre carré. Bien sûr, cela ne suffit pas pour faire bouillir une cruche d'eau pour le café du matin. Vous aurez probablement besoin de suffisamment de panneaux MCT pour couvrir plusieurs pâtés de maisons pour cette petite tâche. Mais ce n'est pas vraiment le but, étant donné qu'il est encore très tôt dans le domaine pour parler d'un résultat réel, et il y a un potentiel pour que la technologie se développe considérablement plus loin dans le futur.
« En ce moment, la démonstration de la diode à thermoradiation est de très faible puissance. L'un des défis était en fait de le détecter », explique le chercheur principal Ned Ekins-Dowkes. Mais la théorie dit que la technologie pourrait éventuellement produire environ 1/10 de la puissance d'une cellule solaire. Avec cette efficacité, il pourrait être utile d'intégrer des diodes MCT dans des réseaux photovoltaïques typiques afin qu'ils continuent à charger les batteries longtemps après le coucher du soleil.
Pour être clair, l'idée d'utiliser une planète en refroidissement comme source de rayonnement à faible énergie intéresse les ingénieurs depuis un certain temps. Différentes méthodes ont donné des résultats différents, chacune avec ses propres coûts et avantages. Cependant, en testant les limites de chacun et en affinant leur capacité à absorber plus d'infrarouges, nous pouvons développer un ensemble de technologies capables d'extraire chaque goutte d'énergie de presque tous les types de chaleur perdue.
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