Ομάδα επιστημόνων μετατρέπει την υπέρυθρη ακτινοβολία της Γης σε ενέργεια

Μια επιστημονική ομάδα από το Harvard εργάζεται σε ένα νέο σύστημα ανανεώσιμης ενέργειας που συλλέγει την υπεριώδη ακτινοβολία της Γης, με σκοπό να τη μετατρέψει σε καθαρή ηλεκτρική ενέργεια.

Tweet

Ο πλανήτης μας εκπέμπει συνεχώς εκατομμύρια γιγαβάτ υπέρυθρης ακτινοβολίας στο διάστημα. Τώρα, φυσικοί του Harvard School of Engineering and Applied Sciences (SEAS), οραματίζονται δυο συσκευές για να καταφέρουν να τη συλλέξουν.

Η ερευνητική ομάδα πρότεινε ένα ζευγάρι συσκευών, παρόμοιο με ένα φωτοβολταϊκό σύστημα, που ενώ να συλλέγουν το ηλιακό φως, θα παράγουν συνεχές ηλεκτρικό ρεύμα, εκπέμποντας υπέρυθρη ακτινοβολία.

Ίσως να μοιάζει ασύλληπτο να παράγεται ενέργεια, εκπέμποντας ενέργεια, όμως όπως φαίνεται είναι δυνατό, αν και σε σχετικά μικρή ποσότητα. Ο αρχηγός της ερευνητικής ομάδας, Federico Capasso, και οι συνάδελφοί του, ανέπτυξαν δυο συσκευές για τη χρήση της υπέρυθρης ακτινοβολίας, οι οποίες κανονικά εμπλουτίζουν αέρια με ενέργεια, για την παραγωγή θερμότητας.

Η πρώτη συσκευή θα είναι ανάλογη με μια ηλιακή θερμική γεννήτρια, η οποία συνήθως χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να θερμάνει το νερό και να παράγει ενέργεια μέσω ατμού. Η συσκευή του Harvard χρησιμοποιεί μια παρόμοια αρχή, χρησιμοποιώντας μια «θερμή πλάκα» που θερμαίνει μέχρι και τη θερμοκρασία της γης. Από πάνω της, θα υπάρχει μια ψυχρή πλάκα που ακτινοβολεί αποτελεσματικά προς τα πάνω τη θερμότητα. Θεωρητικά αυτή η απλή διαφορά θερμοκρασίας θα μπορούσε να δημιουργεί μερικά βατ ανά ώρα, καθ όλη τη διάρκεια της ημέρας, αλλά και της νύχτας.

Μια δεύτερη προτεινόμενη συσκευή θα χρησιμοποιεί, επίσης, τη διαφορά θερμοκρασίας για την παραγωγή ηλεκτρισμού, σε μια κλίμακα νανο-μεγέθους όμως. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι οι διαφορές θερμοκρασίας μεταξύ ηλεκτρονικών εξαρτημάτων νανοκλίμακας – όπως δίοδοι και κεραίες – θα μπορούσαν να παράγουν ρεύμα συνεχώς.

Οι ερευνητές του Harvard πιστεύουν ότι ενώ η οπτοηλεκτρονική προσέγγιση δεν έχει χρησιμοποιηθεί ποτέ στην πράξη, είναι εφικτό όμως, χάρη στις πρόσφατες τεχνολογικές εξελίξεις. Αυτές οι νέες τεχνολογίες περιλαμβάνουν εξελίξεις στα plasmonics, στα μικρής κλίμακας ηλεκτρονικά, σε νέα υλικά, όπως το γραφένιο, και σε νανοκατασκευές. Όσον αφορά την παραγωγή μικρής ποσότητας ενέργειας, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι τα συστήματα εκπομπής υπέρυθρης ακτινοβολίας τους, θα μπορούσαν να συνδυαστούν με ένα κανονικό φωτοβολταϊκό κύτταρο, για να επιπλέον ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας, χωρίς επιπλέον οικονομική επιβάρυνση εγκατάστασης.