Novo tipo de célula ‘solar’ mostra que podemos gerar eletricidade mesmo à noite

A tecnologia solar convencional absorve os raios de luz solar para aumentar a voltagem. Por mais estranho que pareça, alguns materiais são capazes de funcionar ao contrário, produzindo energia à medida que irradiam calor de volta para o céu noturno frio.

Uma equipe de engenheiros na Austrália já demonstrou a teoria em ação, usando o tipo de tecnologia comumente encontrada em óculos de visão noturna para gerar energia.

Até agora, o protótipo gera apenas uma pequena quantidade de energia e provavelmente não se tornará uma fonte competitiva de energia renovável por conta própria – mas, juntamente com a tecnologia fotovoltaica existente, poderia aproveitar a pequena quantidade de energia fornecida pelo resfriamento das células solares após o resfriamento. um longo e quente dia de trabalho .

“A energia fotovoltaica, a conversão direta da luz solar em eletricidade, é um processo artificial que os humanos desenvolveram para converter a energia solar em energia”, diz Phoebe Pearce, física da Universidade de New South Wales.

“Nesse sentido, o processo termorradiativo é semelhante; estamos desviando a energia que flui no infravermelho de uma Terra quente para o Universo frio.”

Ao colocar átomos em qualquer material balançando com o calor, você está forçando seus elétrons a gerar ondas de radiação eletromagnética de baixa energia na forma de luz infravermelha.

Por mais sem brilho que esse movimento de elétrons possa ser, ele ainda tem o potencial de desencadear uma corrente lenta de eletricidade. Tudo o que é necessário é um sinal de tráfego de elétrons unidirecional chamado diodo.

Feito da combinação certa de elementos, um diodo pode embaralhar elétrons pela rua à medida que perde lentamente seu calor para um ambiente mais frio.

Neste caso, o diodo é feito de telureto de mercúrio e cádmio (MCT). Já usado em dispositivos que detectam luz infravermelha, a capacidade do MCT de absorver luz infravermelha de médio e longo alcance e transformá-la em corrente é bem compreendida.

O que não ficou totalmente claro é como esse truque em particular pode ser usado eficientemente como uma fonte de energia real.

Aquecido a cerca de 20 graus Celsius (cerca de 70 graus Fahrenheit), um dos detectores fotovoltaicos MCT testados gerou uma densidade de potência de 2,26 miliwatts por metro quadrado.

Concedido, não é exatamente o suficiente para ferver um jarro de água para o seu café da manhã. Você provavelmente precisaria de painéis MCT suficientes para cobrir alguns quarteirões da cidade para essa pequena tarefa.

Mas esse também não é o ponto, já que ainda é muito cedo no campo e há potencial para que a tecnologia se desenvolva significativamente no futuro.

“Neste momento, a demonstração que temos com o diodo termorradiativo é de potência relativamente muito baixa. Um dos desafios foi realmente detectá-lo”, diz o pesquisador principal do estudo, Ned Ekins-Daukes.

“Mas a teoria diz que é possível que essa tecnologia produza cerca de 1/10 da energia de uma célula solar”.

Com esses tipos de eficiência, pode valer a pena o esforço de tecer diodos MCT em redes fotovoltaicas mais típicas para que continuem a recarregar as baterias muito depois do pôr do sol.

Para ser claro, a ideia de usar o resfriamento do planeta como uma fonte de radiação de baixa energia é uma que os engenheiros têm entretido há algum tempo . Diferentes métodos obtiveram resultados diferentes, todos com seus próprios custos e benefícios.

No entanto, testando os limites de cada um e ajustando suas habilidades para absorver mais largura de banda infravermelha, podemos criar um conjunto de tecnologias capazes de extrair cada gota de energia de praticamente qualquer tipo de calor residual.

“No futuro, essa tecnologia poderia coletar essa energia e eliminar a necessidade de baterias em certos dispositivos – ou ajudar a recarregá-los”, diz Ekins-Daukes.

“Isso não é algo em que a energia solar convencional seria necessariamente uma opção viável”.

Esta pesquisa foi publicada na ACS Photonics