Traditionell solteknik absorberar solljus för att minska spänningen. Märkligt nog kan vissa material röra sig i motsatt riktning och producera energi genom att utstråla värme till den kalla natthimlen. En grupp ingenjörer från Australien demonstrerade denna teori i praktiken och använde teknik som vanligtvis används i mörkerseende för att generera kraft.
Än så länge producerar prototypen endast en liten mängd ström och kommer sannolikt inte att vara en konkurrenskraftig förnybar energikälla, men i kombination med befintlig solcellsteknik kan den använda en liten mängd energi från solceller för att kyla ner efter en lång, varm dag på jobbet.
"Fotoelektricitet, direkt omvandling av solljus till elektricitet, är en konstgjord process som människor har utvecklat för att omvandla solenergi till elektricitet", säger Phoebe Pearce, fysiker vid University of New South Wales. "I denna mening är den termostrålande processen analog: vi avleder energin som flödar i det infraröda området från den varma jorden till det kalla universum." Genom att tvinga atomerna i vilket material som helst att svänga med värme får du deras elektroner att generera lågenergipulseringar av elektromagnetisk strålning i form av infrarött ljus. Oavsett hur svagt detta elektroniska flimmer är, kan det fortfarande starta en långsam ström av elektricitet. Allt som behövs för detta är ett envägs elektroniskt trafikljus som kallas en diod. Tillverkad av rätt kombination av element kan en diod flytta elektroner samtidigt som den långsamt avger sin värme till en svalare miljö.
I detta fall är dioden gjord av kvicksilver-kadmiumtellurid (kvicksilverkadmiumtellurid (MCT)). MCT:s förmåga att absorbera mellan- och fjärrinfrarött ljus och omvandla det till ström är redan använd i enheter som upptäcker infrarött ljus. Det som inte var helt klart var hur just detta trick kunde användas som en verklig strömkälla.
När den värmdes till cirka 20°C genererade en av de testade fotovoltaiska MCT-detektorerna en effekttäthet på 2,26 ml per kvadratmeter. Detta räcker såklart inte för att koka en kanna vatten till morgonkaffet. Du kommer förmodligen att behöva tillräckligt många MCT-paneler för att täcka flera stadskvarter för denna lilla uppgift. Men det är egentligen inte poängen, med tanke på att det fortfarande är väldigt tidigt på området att tala om ett verkligt resultat, och det finns potential för att tekniken kommer att utvecklas betydligt ytterligare i framtiden.
"Just nu är demonstrationen av termostrålningsdioden mycket låg effekt. En av utmaningarna var faktiskt att upptäcka det", säger huvudforskaren Ned Ekins-Dowkes. Men teorin säger att tekniken så småningom skulle kunna producera ungefär 1/10 av kraften hos en solcell. Med denna effektivitet kan det vara värt ansträngningen att väva in MCT-dioder i typiska PV-nätverk så att de fortsätter att ladda batterierna långt efter att solen gått ner.
För att vara tydlig är idén om att använda en kylande planet som en källa till lågenergistrålning något som har intresserat ingenjörer under en tid. Olika metoder har visat olika resultat, alla med sina egna kostnader och fördelar. Men genom att testa gränserna för var och en och finjustera deras förmåga att absorbera mer infrarött, kan vi utveckla en uppsättning tekniker som kan pressa ut varje droppe energi från nästan alla typer av spillvärme.
Du kan hjälpa Ukraina att slåss mot de ryska inkräktarna. Det bästa sättet att göra detta är att donera medel till Ukrainas väpnade styrkor genom Rädda liv eller via den officiella sidan NBU.
Läs också:
- Elon Musk överlämnade solpaneler och Tesla Powerwall energilagringssystem till Ukraina
- Solenergi är mer lämpad för marskolonier än kärnenergi