Una innovadora investigación de un equipo de la UNSW demuestra que el calor infrarrojo radiante de la Tierra puede utilizarse para generar electricidad, incluso después de la puesta de sol.
El desarrollo tecnológico en el sector fotovoltaico está rizando el rizo. Un equipo de científicos se preguntó: ¿Y si las células solares funcionaran de noche? Pues es posible, y la forma en que funciona es bastante sorprendente.
El espacio es muy, muy frío, por lo que si tiene un objeto cálido y lo apunta al cielo, irradiará calor hacia él. Los seres humanos han estado utilizando este fenómeno para la refrigeración nocturna durante cientos de años, nuevos avances dan lugar a una nueva manera de generar energía solar en la noche.
Los investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) han logrado un gran avance en la tecnología de energía renovable al producir electricidad a partir de la llamada energía solar “nocturna”.
El equipo de la Escuela de Ingeniería de Energías Renovables y Fotovoltaica generó electricidad a partir del calor irradiado como luz infrarroja, de la misma manera que la Tierra se enfría al irradiar al espacio por la noche.
Se utilizó un dispositivo semiconductor llamado diodo termorradiactivo, compuesto de materiales que se encuentran en las gafas de visión nocturna, para generar energía a partir de la emisión de luz infrarroja.
Los resultados de la investigación se han publicado ahora en ACS Photonics .
Flujo de energía
Aunque la cantidad de energía generada en esta etapa es muy pequeña, unas 100.000 veces menos que la suministrada por un panel solar, los investigadores creen que el resultado puede mejorarse en el futuro. “Hemos hecho una demostración inequívoca de la energía eléctrica de un diodo termoradiativo”, dijo el líder del equipo, el profesor asociado Ned Ekins-Daukes .
“Usando cámaras termográficas puedes ver cuánta radiación hay en la noche, pero solo en el infrarrojo en lugar de las longitudes de onda visibles. Lo que hemos hecho es hacer un dispositivo que pueda generar energía eléctrica a partir de la emisión de radiación térmica infrarroja”.
El profesor Ekins-Daukes dice que, en última instancia, el proceso sigue aprovechando la energía solar, que golpea la Tierra durante el día en forma de luz solar y calienta el planeta.
Luz infrarroja
Además, por la noche, esta misma energía se irradia hacia el vasto y frío vacío del espacio exterior en forma de luz infrarroja con el diodo termorradiativo que ahora ha demostrado ser capaz de generar electricidad aprovechando este proceso.
“Siempre que hay un flujo de energía, podemos convertirlo entre diferentes formas”, dijo. “La energía fotovoltaica, la conversión directa de la luz solar en electricidad, es un proceso artificial que los humanos han desarrollado para convertir la energía solar en energía. En ese sentido, el proceso termorradiativo es similar; estamos desviando la energía que fluye en el infrarrojo desde una Tierra cálida hacia el universo frío”, agregó Phoebe Pearce, una de las coautoras del artículo.
“De la misma manera que una celda solar puede generar electricidad al absorber la luz solar emitida por un sol muy caliente, el diodo termorradiativo genera electricidad al emitir luz infrarroja en un ambiente más frío. En ambos casos la diferencia de temperatura es lo que nos permite generar electricidad”.
Distintos usos energéticos
El equipo de investigación cree que la nueva tecnología podría tener una variedad de usos en el futuro al ayudar a producir electricidad de formas que actualmente no son posibles. Uno de ellos podría ser la alimentación de dispositivos biónicos, como corazones artificiales, que actualmente funcionan con baterías que deben reemplazarse periódicamente.
Ekins-Daukes dijo: “En principio, es posible que generemos energía de la forma en que lo hemos demostrado solo a partir del calor corporal, que se puede ver brillando si se mira a través de una cámara térmica. En el futuro, esta tecnología podría potencialmente recolectar esa energía y eliminar la necesidad de baterías en ciertos dispositivos, o ayudar a recargarlos. Eso no es algo en lo que la energía solar convencional sea necesariamente una opción viable”.
Los nuevos resultados de UNSW se basan en trabajos anteriores del grupo donde el coautor Andreas Pusch desarrolló un modelo matemático que ayudó a guiar sus experimentos de laboratorio. El equipo de investigación ahora espera que los líderes de la industria reconozcan el potencial de la nueva tecnología y apoyen su desarrollo posterior.
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