Mezinárodní tým vědců poprvé prokázal, že je možné v diodě generovat měřitelné množství elektřiny přímo z chladu vesmíru.
Infračervené polovodičové zařízení směřuje k obloze a využívá teplotní rozdíl mezi Zemí a vesmírem k výrobě elektřiny.
"Rozlehlost vesmíru je termodynamickou vlastností," řekl Shanhui Fan, autor článku. "Z hlediska optoelektronické fyziky skutečně existuje krásná symetrie mezi sběrem záření a shromažďováním vycházejícího záření."
Na rozdíl od využití přicházející energie jako u běžných solárních článků umožňuje negativní efekt osvětlení získávat elektrickou energii, když teplo opouští povrch. Dnešní technologie však nezachycuje energii přes tyto negativní teplotní rozdíly tak efektivně.
Tím, že své zařízení nasměrovali do vesmíru, jehož teplota se blíží absolutní nule, se skupině podařilo najít dostatečně velký teplotní rozdíl, který umožnil generovat energii pomocí počátečního návrhu.
"Množství energie, které můžeme v současné době tímto experimentem získat, je hluboko pod teoretickou hranicí," řekl Masashi Ono, další autor článku.
Jednou z nevýhod solárních panelů je, že k výrobě elektřiny potřebují sluneční světlo. Někteří si všimli, že u zařízení na Zemi směřujícího do vesmíru lze chladicí tok energie ze zařízení získávat pomocí stejného druhu optoelektronické fyziky, jakou používáme k využití sluneční energie. Nová práce v časopise Applied Physics Letters se snaží poskytnout způsob, jakpotenciál k výrobě elektřiny jako solární články, které však mohou napájet elektroniku v noci. Toto je schéma experimentální infračervené fotodiody, která vyráběla elektřinu přímo z chladu vesmíru. Kredit: Masashi Ono Skupina zjistila, že jejich záporná osvětlovací dioda generuje přibližně 64 nanowattů na metr čtvereční, což je sice malé množství elektřiny, ale jde o důležitý důkaz konceptu, který mohou autoři zdokonalit zlepšením kvantových optoelektronických vlastností použitých materiálů.
Výpočty provedené poté, co dioda vytvořila elektřinu, ukázaly, že po započtení atmosférických vlivů by současné zařízení mohlo teoreticky generovat téměř 4 watty na metr čtvereční, což je asi milionkrát více než zařízení skupiny a dost na to, aby mohlo pracovat v noci.
Pro srovnání, dnešní solární panely produkují 100 až 200 wattů na metr čtvereční.
Výsledky jsou sice slibné pro pozemní zařízení zaměřená na oblohu, ale Fan uvedl, že stejný princip by mohl být využit i pro rekuperaci odpadního tepla ze strojů. Prozatím se se svou skupinou zaměřuje na zlepšení výkonu svých zařízení [Phys].
Masashi Ono a další, Experimentální demonstrace získávání energie z oblohy pomocí negativního světelného efektu polovodičové fotodiody, Applied Physics Letters (2019). DOI: 10.1063/1.5089783
