Un dispositivo termoeléctrico económico aprovecha el frío del espacio sin aporte de calor activo, generando electricidad que alimenta un LED por la noche, los investigadores informan el 12 de septiembre en la revista Joule .

"Notablemente, el dispositivo puede generar electricidad por la noche, cuando las células solares no funcionan, "dice el autor principal Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de California, Los Angeles. "Más allá de la iluminación, Creemos que este podría ser un enfoque ampliamente habilitador para la generación de energía adecuado para ubicaciones remotas, y en cualquier lugar donde se necesite generación de energía durante la noche ".

Si bien las células solares son una fuente eficiente de energía renovable durante el día, Actualmente no existe un enfoque renovable similar para generar energía por la noche. Las luces solares se pueden equipar con baterías para almacenar la energía producida durante el día para uso nocturno. pero la adición eleva los costos.

El dispositivo desarrollado por los científicos de Raman y la Universidad de Stanford, Wei Li y Shanhui Fan, evita las limitaciones de la energía solar al aprovechar el enfriamiento radiativo. en el que una superficie que mira hacia el cielo pasa su calor a la atmósfera como radiación térmica, perdiendo algo de calor en el espacio y alcanzando una temperatura más fría que el aire circundante. Este fenómeno explica cómo se forma la escarcha en la hierba durante las noches por encima del punto de congelación. y el mismo principio se puede utilizar para generar electricidad, aprovechar las diferencias de temperatura para producir electricidad renovable por la noche, cuando la demanda de iluminación alcanza su punto máximo.

Raman y sus colegas probaron su generador termoeléctrico de bajo costo en una azotea en Stanford, California, bajo un cielo despejado de diciembre. El dispositivo, que consiste en un recinto de poliestireno cubierto de mylar aluminizado para minimizar la radiación térmica y protegido por una cubierta de viento transparente infrarroja, sentado en una mesa a un metro sobre el nivel del techo, extrayendo calor del aire circundante y liberándolo en el cielo nocturno a través de un simple emisor negro. Cuando el módulo termoeléctrico estaba conectado a un convertidor de aumento de voltaje y un LED blanco, los investigadores observaron que alimentaba pasivamente la luz. Además midieron su potencia de salida durante seis horas, descubriendo que generaba hasta 25 milivatios de energía por metro cuadrado.

Dado que el enfriador radiativo consta de un simple disco de aluminio recubierto de pintura, y todos los demás componentes se pueden comprar listos para usar, Raman y el equipo creen que el dispositivo se puede escalar fácilmente para un uso práctico. La cantidad de electricidad que genera por unidad de área sigue siendo relativamente pequeña, limitando sus aplicaciones generalizadas por ahora, pero los investigadores predicen que se puede hacer veinte veces más potente con ingeniería mejorada, como suprimiendo la ganancia de calor en el componente de enfriamiento radiativo para aumentar la eficiencia del intercambio de calor, y operando en un ambiente más caliente, clima más seco.

"Nuestro trabajo destaca las muchas oportunidades restantes para la energía al aprovechar el frío del espacio exterior como un recurso de energía renovable, ", dice Raman." Creemos que esto forma la base de una tecnología complementaria a la solar. Si bien la potencia de salida siempre será sustancialmente menor, puede funcionar a horas en las que las células solares no pueden ".