Ciencia

El avance energético permite que los paneles solares entreguen energía por la NOCHE a través del calor infrarrojo

Según los investigadores, el proceso todavía está aprovechando el poder del Sol, cuya salida de radiación calienta la Tierra durante el día. Por la noche, esta energía se irradia hacia la voz fría del espacio exterior en forma de luz infrarroja, lo mismo que permite a los usuarios de gafas de visión nocturna ver en la oscuridad. De hecho, el equipo utilizó los mismos materiales utilizados para fabricar tales gafas para construir el llamado «diodo termorradiativo», que puede aprovechar el proceso de emisión infrarroja durante la noche.

El profesor de física de estado sólido Nicholas Ekins-Daukes de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) dijo: “Hemos hecho una demostración inequívoca de la energía eléctrica de un diodo termorradiativo.

“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.

“Siempre que hay un flujo de energía, podemos convertirlo entre diferentes formas”.

La coautora del artículo y colega física de la UNSW, la Dra. Phoebe Pearce, 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.

“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”.

Según los investigadores, su avance es una emocionante confirmación de un proceso que anteriormente solo era teóricamente posible.

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La coautora del artículo y colega física de la UNSW, la Dra. Phoebe Pearce, 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.

“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”.

Según los investigadores, su avance es una emocionante confirmación de un proceso que anteriormente solo era teóricamente posible.

Con su estudio de prueba de principio completo, los investigadores ahora buscan desarrollar su tecnología en dispositivos más eficientes capaces de recolectar energía a escalas mucho mayores.

En la actualidad, el diodo termorradiativo suministra alrededor de 100 000 veces menos energía que un panel solar convencional; de hecho, el equipo dijo que un desafío importante era detectar una corriente tan pequeña, pero que debería ser posible aumentar la salida 10 000 veces.

El Prof. Ekins-Daukes compara el trabajo de su equipo con el de los ingenieros de Bell Labs en los EE. UU. que demostraron la primera celda solar práctica de silicio en 1954.

Si bien este dispositivo, señaló, solo tenía un dos por ciento de eficiencia, los paneles fotovoltaicos modernos pueden convertir la luz del Sol en electricidad con eficiencias de alrededor del 23 por ciento.

El coautor del artículo y físico de la UNSW, el Dr. Michael Nielsen, agregó: “Incluso si la comercialización de estas tecnologías aún está lejos, estar al comienzo de una idea en evolución es un lugar tan emocionante para un investigador.

“Al aprovechar nuestro conocimiento sobre cómo diseñar y optimizar las células solares y tomar prestados materiales de la comunidad existente de fotodetectores de infrarrojo medio, esperamos un progreso rápido para cumplir el sueño de la energía solar por la noche”.

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El Prof. Ekins-Daukes agregó: “Creo que para que esta sea una tecnología innovadora, no debemos subestimar la necesidad de que las industrias intervengan y realmente la impulsen.

“Yo diría que todavía queda alrededor de una década de trabajo de investigación universitaria por hacer aquí. Y luego necesita que la industria lo recoja”.

Además del potencial para crear granjas solares nocturnas, la tecnología también podría aplicarse de otras maneras, por ejemplo, extrayendo energía del calor corporal para alimentar dispositivos como corazones artificiales que actualmente dependen de baterías que deben reemplazarse regularmente.

Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista ACS Photonics.

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