Poglavitna težava pri uporabi sončnih celic za proizvodnjo elektrike je, da potrebujejo sončno svetlobo za delovanje. Nova naprava, ki jo je sestavila mednarodna ekipa znanstvenikov, pa obeta rešitev tega problema.
Fiziki že dlje časa teoretizirajo o uporabi temperaturne razlike med Zemljo in vesoljem. Neizmerna velikost vesolja in njegova temperatura, ki je blizu absolutni ničli, sta namreč odličen termodinamični vir, ki ga zlepa ne bo zmanjkalo. Zakoni termodinamike botrujejo sproščanju ogromnih količin energije z Zemlje nazaj v vesolje, ki jo je mogoče uloviti in ponovno uporabiti.
Tehnika negativne osvetljave
Shema prikazuje delovanje naprave. Vir: Phys
Za razliko od običajne sončne celice, ki uporablja prihajajočo toploto za proizvodnjo električne energije, nova naprava deluje v obratni smeri. Infrardeči polprevodnik, ki je obrnjen v smeri neba, lovi toploto, ki uhaja z njegove površine, in jo nato uporabi za proizvodnjo energije. Gre za tako imenovano tehniko negativne osvetljave, ki je še v zgodnjih fazah razvoja.
Z usmeritvijo naprave v vesolje so znanstveniki našli dovolj veliko temperaturno razliko, da so lahko proizvedli izmerljivo količino elektrike. Ker je tehnologija povsem nova, so rezultati skromni in ne dosegajo teoretičnih meja, vendar predstavljajo odlično iztočnico za nadaljnji razvoj.
Še veliko izboljšav za boljše rezultate
Pri raziskavi so znanstveniki na diodi z negativno osvetljavo izmerili pičlih 64 nanovatov pridobljene energije na kvadratni meter. Vendar je to dokaz, da tehnologija deluje. Z dodatnimi izboljšavami na področju kvantne optoelektronike in lastnostih materialov pričakujejo precej boljše rezultate.
Izračuni po opravljenem eksperimentu so pokazali, da bi bilo z isto napravo mogoče proizvesti do 4 vate energije, kar je milijonkrat več od trenutnih meritev. Pri tem je treba v zakup vzeti še spreminjajoče se podnebne pogoje. Trenutno najučinkovitejše sončne celice so zmožne proizvesti nekje med 100 in 200 vati energije na kvadratni meter.
Podoben projekt tudi na univerzi MIT
Podobno napravo, imenovano termalni resonator, so lani sestavili znanstveniki priznane ameriške univerze MIT. Razlika je, da se termalni resonator za proizvodnjo električne energije zanaša na prehajanje toplote skozi samo napravo. S tem lahko proizvaja manjše količine električne energije kar iz zraka, kateremu se temperatura v manjših merah ves čas spreminja.
Ekipa znanstvenikov računa tudi, da bo njihova naprava zmožna proizvajati električno energijo z lovljenjem temperature, ki uhaja iz različnih naprav. Zaenkrat se osredotočajo predvsem na izboljšave pri proizvodnji energije s temperaturno razliko.
Uvodna fotografija: Unsplash
