Ein neuer Durchbruch könnte es ermöglichen, Solarstrom bei Nacht zu ernten

Abbildung: Sonnenkollektoren der nächsten Generation

Forscher haben ein Gerät entwickelt, das in der Lage ist, Infrarotwärme durch die Verwendung eines Stromerzeugungsgeräts namens “Thermostrahlungsdiode” in Elektrizität umzuwandeln.

Australische Forscher haben ein Gerät entwickelt, das mit einem ähnlichen Mechanismus wie Nachtsichtbrillen Strom aus Wärmestrahlung erzeugen kann.

Nach einem bedeutenden Fortschritt in der thermischen Erfassungstechnologie könnte die immense Energie der Sonne bald sogar mitten in der Nacht eingefangen werden. Tagsüber erwärmt die Sonnenstrahlung die Erdkruste stark, aber wenn die Sonne untergeht, geht diese Wärme in die eisigen Tiefen des Weltraums verloren.

Forscher der School of Photovoltaic and Renewable Energy Engineering der University of New South Wales haben nun erfolgreich ein Gerät getestet, das Infrarotwärme in elektrischen Strom umwandeln kann. Das Team, zu dem auch Personen des ARC Center of Excellence in Exciton Science gehörten, verwendete ein Energieerzeugungswerkzeug namens „thermoradiative Diode“, das mit der Technologie vergleichbar ist, die in Nachtsichtbrillen zu finden ist. Die Studie wurde veröffentlicht in ACS Photonik am 9. Mai.

Nicholas Ekins-Daukes, Associate Investigator bei Exciton Science, der Leiter des Forschungsteams, sagte: „Im späten 18. und frühen 19. Jahrhundert wurde entdeckt, dass die Effizienz von Dampfmaschinen von der Temperaturdifferenz im Motor und dem Gebiet der Thermodynamik abhängt wurde geboren.

Infrarotbild Sydney Opera House

Ein Infrarotbild des Sydney Opera House und der Sydney Harbour Bridge. Bildnachweis: UNSW Sydney

„Die gleichen Prinzipien gelten für Solarenergie – die Sonne liefert die Wärmequelle und ein relativ kühles Solarpanel auf der Erdoberfläche liefert einen Kälteabsorber. Dadurch kann Strom produziert werden. Wenn wir jedoch an die Infrarotstrahlung von der Erde in den Weltraum denken, ist die Erde jetzt der vergleichsweise warme Körper, während die weite Leere des Weltraums extrem kalt ist. ”

„Nach den gleichen Prinzipien der Thermodynamik ist es möglich, auch aus dieser Temperaturdifferenz Strom zu erzeugen: die Emission von Infrarotlicht in den Weltraum.“

Der norwegische Forscher Rune Strandberg untersuchte zuerst die theoretische Möglichkeit eines solchen Geräts, und Forscher der Stanford University untersuchen alternative Ansätze zur Erfassung thermischer Energie bei Nacht.

Die durch diesen neuen Test erzeugte Energiemenge ist gering (entspricht ungefähr 0,001 % einer Solarzelle), aber der Machbarkeitsnachweis ist signifikant.

„Wir betrachten die Emission von Licht normalerweise als etwas, das Strom verbraucht, aber im mittleren Infrarot, wo wir alle vor Strahlungsenergie glühen, haben wir gezeigt, dass es möglich ist, elektrische Energie zu gewinnen“, sagte Nicholas.

„Wir haben noch nicht das Wundermaterial, das die thermoradiative Diode alltagstauglich machen wird, aber wir haben einen Proof-of-Principle gemacht und sind gespannt, wie sehr wir dieses Ergebnis in den kommenden Jahren verbessern können.“

Das Team freut sich nun darauf, in die nächste Forschungsphase überzugehen und eigene Geräte zu entwickeln und zu verfeinern, um die Kraft der Nacht zu nutzen und potenzielle Industriepartner willkommen zu heißen.

Referenz: „Thermoradiative Power Conversion from HgCdTe Photodiodes and Their Current-Voltage Characteristics“ von Michael P. Nielsen, Andreas Pusch, Muhammad H. Sazzad, Phoebe M. Pearce, Peter J. Reece und Nicholas J. Ekins-Daukes, 9. Mai 2022 , ACS Photonik.
DOI: 10.1021/acsphotonics.2c00223


Source: SciTechDaily by scitechdaily.com.

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