Los sensores colocados en el medio ambiente pasan largos períodos de tiempo al aire libre en todas las condiciones climáticas, y deben potenciarse continuamente para recopilar datos. Muchos, como las células fotovoltaicas, utilizar el sol para producir electricidad, pero alimentar los sensores exteriores por la noche es un desafío.

Dispositivos termoeléctricos, que utilizan la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del dispositivo para generar energía, ofrecen alguna promesa para aprovechar la energía natural. Pero, a pesar de ser más eficiente que la fotovoltaica, muchos dispositivos termoeléctricos cambian el signo de su voltaje, lo que significa que la corriente eléctrica cambia la dirección de su flujo, cuando cambian las temperaturas ambientales, por lo que el voltaje cae a cero al menos dos veces al día.

"El signo del dispositivo termoeléctrico depende de la diferencia de temperatura entre la parte superior e inferior del dispositivo, "El autor Satoshi Ishii dijo." El enfriamiento se puede utilizar para crear una diferencia de temperatura en comparación con la temperatura ambiente, y si hay una diferencia de temperatura, la generación termoeléctrica es posible ".

En un estudio publicado esta semana en Letras de física aplicada , los autores probaron un dispositivo termoeléctrico compuesto por un emisor selectivo de longitud de onda que enfría constantemente el dispositivo durante el día mediante enfriamiento radiativo, la dispersión de energía térmica del dispositivo en el aire. Como resultado, la parte superior del dispositivo está más fría que la parte inferior, provocando una diferencia de temperatura que crea un voltaje constante durante el día y la noche y en diversas condiciones climáticas.

Los autores compararon un emisor de banda ancha con un emisor selectivo, mostrar el emisor selectivo evita el problema de la caída de voltaje a cero durante los cambios ambientales de temperatura.

"Para el emisor selectivo, es mejor tener una emisividad cercana a la unidad en la ventana atmosférica, aproximadamente de 8 a 13 micrómetros, donde la transmitancia atmosférica es alta y la emisión térmica puede irradiar efectivamente al espacio, que a su vez enfría el dispositivo, "Dijo Ishii.

El dispositivo que probaron está compuesto por una película de aluminio de 100 nanómetros de espesor en la parte inferior de un sustrato de vidrio. Los autores descubrieron que otras fuentes de calor, como el techo donde se puede montar un sensor, puede aumentar su capacidad para generar voltaje.

"Una gran diferencia de temperatura da como resultado un gran voltaje termoeléctrico, "Dijo Ishii." Usar el calor en la parte trasera del dispositivo hace que la diferencia de temperatura entre la parte inferior y la superior sea mayor, por lo que el calor de detrás del dispositivo es beneficioso para la generación termoeléctrica ".