Φως από το σκοτάδι! Μια νέα μέθοδος παραγωγής ενέργειας.

Η προσπάθεια των επιστημόνων για παραγωγή ενέργειας από τις πιο απίθανες πηγές συνεχίζεται με εντυπωσιακές ευρεσιτεχνίες. Μια νέα συσκευή βρίσκεται υπό ανάπτυξη, η οποία συλλέγει ενέργεια από τον κρύο νυχτερινό ουρανό, κάτι δηλαδή αντίθετο από τα συνηθισμένα ηλιακά πάνελ!

Αξιοποιώντας την διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του εσωτερικού και του εξωτερικού νυχτερινού χώρου, ένα πρωτότυπο της συσκευής παρήγαγε αρκετό ηλεκτρισμό για να τροφοδοτήσει μία μικρή λάμπα LED. Μια μεγαλύτερη έκδοση αυτής της νυχτερινής γεννήτριας θα μπορούσε ενδεχομένως να φωτίσει δωμάτια, να φορτίσει τηλέφωνα ή να τροφοδοτήσει άλλες ηλεκτρονικές συσκευές σε απομακρυσμένες περιοχές ή περιοχές χαμηλής ηλεκτρικής κατανάλωσης που δεν διαθέτουν ηλεκτρική ενέργεια το βράδυ όταν δεν λειτουργούν οι ηλιακοί συλλέκτες, ανέφεραν οι ερευνητές στις 12 Σεπτεμβρίου στο Joule.

Ο πυρήνας της συσκευής είναι μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια, η οποία παράγει ηλεκτρισμό όταν η μία πλευρά της γεννήτριας είναι χαμηλότερης θερμοκρασίας από την άλλη. Η μία πλευρά της γεννήτριας είναι προσαρτημένη σε μια πλάκα αλουμινίου που βρίσκεται σε επαφή με τον εξωτερικό χώρο και βλέπει προς τον ουρανό, σφραγισμένη με ένα διαφανές κάλυμμα και μονωμένη ώστε να κρατήσει τη θερμότητα έξω. Αυτή η πλάκα παραμένει ψυχρότερη από τον ατμοσφαιρικό αέρα απορρίπτοντας οποιαδήποτε θερμότητα απορροφάται ως υπέρυθρη ακτινοβολία, η οποία μέσω του διαφανούς καλύμματος εκπέμπεται πίσω στην ατμόσφαιρα κρατώντας την πλάκα συνεχώς ψυχρή.

Η άλλη πλευρά της γεννήτριας, βρίσκεται προσαρμοσμένη στον εσωτερικό χώρο και συνδέεται με μια εκτεθειμένη πλάκα αλουμινίου που θερμαίνεται συνεχώς από τον αέρα του περιβάλλοντος. Τη νύχτα, όταν δεν θερμαίνει την ατμόσφαιρα άρα και την συσκευή ο ήλιος, η επάνω πλευρά μπορεί να παραμείνει μερικούς βαθμούς Κελσίου ψυχρότερη από την κάτω πλευρά της γεννήτριας.

Ο μηχανικός Wei Li του πανεπιστημίου του Στάνφορντ και οι συνεργάτες του δοκίμασαν ένα πρωτότυπο της συσκευής μεγέθους 20 εκατοστών μια καθαρή νύχτα του Δεκεμβρίου στο Στάνφορντ της Καλιφόρνια. Η γεννήτρια παρήγαγε περίπου 25 milliwatts ισχύ ανά τετραγωνικό μέτρο συσκευής - αρκετή για να ανάψει ένα μικρό λαμπτήρα LED. Η ομάδα εκτιμά ότι περαιτέρω βελτιώσεις στο σχεδιασμό, όπως και η καλύτερη μόνωση γύρω από τη ψυχρή πλάκα, θα μπορούσαν να αυξήσουν την παραγωγή έως τουλάχιστον 0,5 watts ανά τετραγωνικό μέτρο.

 "Είναι μια πολύ έξυπνη ιδέα", λέει ο Yuan Yang, ένας επιστήμονας υλικών στο Πανεπιστήμιο της Κολούμπια, που δεν εμπλέκεται στην εργασία. "Η παραγωγή ενέργειας είναι πολύ μικρότερη από τα ηλιακά πάνελ", τα οποία γενικά παράγουν τουλάχιστον 100 Watt ανά τετραγωνικό μέτρο. Αλλά αυτή η νυχτερινή γεννήτρια μπορεί να είναι χρήσιμη για εφεδρική ισχύ έκτακτης ανάγκης ή για ανθρώπους που ζουν εκτός δικτύων, λέει ο Γιανγκ.

Μια τυπική διάταξη λαμπτήρων μπορεί να καταναλώσει μερικά Watt ηλεκτρικής ενέργειας, λέει ο Shanhui Fan, ηλεκτρολόγος στο πανεπιστήμιο του Stanford που συμμετείχε στην ανάπτυξη της συσκευής. Έτσι μια τέτοια γεννήτρια που η ψυχρή πλάκα θα μπορούσε να καταλάβει μερικά τετραγωνικά μέτρα στέγης, θα φώτιζε ένα δωμάτιο με ενέργεια από τον νυχτερινό ουρανό.

Ο Aaswath Raman, ένας επιστήμονας και μηχανικός υλικών στην UCLA, προβλέπει επίσης τη χρήση της γεννήτριας για να τροφοδοτεί τους απομακρυσμένους μετεωρολογικούς σταθμούς ή άλλους περιβαλλοντικούς αισθητήρες. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε πολικές περιοχές που δεν βλέπουν το φως του ήλιου για μήνες, λέει ο Raman. "Αν έχετε φορτίο χαμηλής κατανάλωσης και πρέπει να το τροφοδοτείτε μέσα σε τρεις μήνες σκοτάδι, αυτός μπορεί να είναι ένας τρόπος."

ΠΗΓΗ: (άρθρου και σχήματος) A.P. Raman, W. Li and S. Fan. Generating light fromdarkness. Joule. Published online September 12, 2019. doi: 10.1016/j.joule.2019.08.009.