El inconveniente obvio de los paneles solares es que requieren luz solar para generar electricidad. Algunos han observado que para un dispositivo en el espacio orientado hacia la Tierra, que tiene una temperatura fría, el flujo de salida de energía de dicho dispositivo puede ser cosechado utilizando el mismo tipo de física optoelectrónica que hemos utilizado para aprovechar la energía solar.
Una nueva investigación publicada en Applied Physics Letters, busca ofrecer un camino potencial para generar electricidad como las células solares, pero con la ventaja puede alimentar los aparatos eléctricos por la noche.
Un equipo internacional de científicos ha demostrado por primera vez que es posible generar una cantidad medible de electricidad en un diodo directamente de la frialdad del universo. El dispositivo semiconductor infrarrojo mira al cielo y usa la diferencia de temperatura entre la Tierra y el espacio para producir la electricidad.
Shanhui Fan, un autor de la investigación, dijo en un comunicado:
La inmensidad del universo es un recurso termodinámico. En términos de la física optoelectrónica, existe realmente una simetría muy hermosa entre la captación de la radiación entrante y la captación de la radiación saliente”.
Aprovechando la energía del universo
A diferencia de aprovechar la energía entrante como lo haría una célula solar normal, el efecto de iluminación negativa permite que la energía eléctrica se recolecte a medida que el calor sale de la superficie. Sin embargo, la tecnología de hoy no captura la energía de estas diferencias de temperatura negativas de manera tan eficiente.
Esquema del fotodiodo de infrarrojos experimental que ha generado electricidad directamente de la frialdad del espacio. Crédito: Masashi Ono
Al apuntar su dispositivo hacia el espacio, cuya temperatura se aproxima a meros grados desde el cero absoluto, el grupo pudo encontrar una diferencia de temperatura lo suficientemente grande como para generar energía a través de un diseño inicial.
Masashi Ono, otro autor del artículo, dijo en un comunicado:
La cantidad de energía que podemos generar con este experimento, en este momento, está muy por debajo de lo que es el límite teórico”.
Generando electricidad
El grupo descubrió que su diodo de iluminación negativa generaba aproximadamente 64 nanovatios por metro cuadrado, una pequeña cantidad de electricidad, pero una prueba de concepto importante, que los autores pueden mejorar al mejorar las propiedades optoelectrónicas cuánticas de los materiales que utilizan.
Crédito: Free-Photos / Pixabay
Los cálculos realizados después de que el diodo generó la electricidad mostraron que, cuando se toman en cuenta los efectos atmosféricos, el dispositivo actual puede generar teóricamente casi 4 vatios por metro cuadrado, aproximadamente un millón de veces lo que generó el dispositivo del grupo y lo suficiente para ayudar a la maquinaria que se requiere funcionar por la noche.
En comparación, los paneles solares actuales generan de 100 a 200 vatios por metro cuadrado.
Si bien los resultados son prometedores para los dispositivos terrestres dirigidos al cielo, Fan dijo que el mismo principio podría usarse para recuperar el calor residual de las máquinas. Por ahora, él y su grupo se están enfocando en mejorar el rendimiento de sus dispositivos.
El estudio científico ha sido publicado en Applied Physics Letters.
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