Per la prima volta, un team internazionale di scienziati ha dimostrato la possibilità di produrre quantità misurabili di elettricità utilizzando un diodo ottico direttamente dal freddo dello spazio. Il dispositivo a semiconduttore a infrarossi rivolto al cielo sfrutta la differenza di temperatura tra la Terra e lo spazio per generare energia.
“Il vasto universo stesso è una risorsa termodinamica”, spiega Shanhui Fan, uno degli autori dello studio. “Dal punto di vista della fisica optoelettronica, esiste una bellissima simmetria tra la raccolta delle radiazioni in entrata e in uscita”.
A differenza dell’utilizzo dell’energia che arriva sulla Terra, come fanno i tradizionali pannelli solari, un diodo ottico negativo consente di generare elettricità mentre il calore lascia la superficie e ritorna nello spazio. Puntando il loro dispositivo verso lo spazio, la cui temperatura si avvicina allo zero assoluto, un gruppo di scienziati è riuscito a ottenere una differenza di temperatura abbastanza grande da generare energia.
“La quantità di energia che siamo riusciti a ottenere da questo esperimento è attualmente molto al di sotto del limite teorico”, aggiunge Masashi Ono, un altro autore dello studio.
Gli scienziati stimano che nella sua forma attuale il loro dispositivo possa generare circa 64 nanowatt per metro quadrato. Si tratta di una quantità di energia estremamente piccola, ma in questo caso la prova stessa del concetto è importante. Gli autori dello studio potranno ottimizzare ulteriormente il dispositivo migliorando le proprietà optoelettroniche quantistiche dei materiali che utilizzano nel diodo.
I calcoli hanno mostrato che, tenendo conto degli effetti atmosferici, teoricamente, con alcuni miglioramenti, il dispositivo creato dagli scienziati potrebbe generare quasi 4 W per metro quadrato, circa un milione di volte di più di quanto ottenuto durante l'esperimento, e abbastanza per alimentare piccoli dispositivi ...che hanno bisogno di lavorare di notte. In confronto, i moderni pannelli solari producono tra 100 e 200 watt per metro quadrato.
Sebbene i risultati siano promettenti per dispositivi puntati verso il cielo, Shanhu Fan osserva che lo stesso principio potrebbe essere applicato per riciclare il calore emesso dalle macchine. Per ora, lui e il suo team sono concentrati sul miglioramento dell’efficienza del loro dispositivo.
Исследование nella pubblicazione scientifica dell'American Institute of Physics (AIP).
Fonte: 3dnews.ru