Strahlungskühlung: Ein Gerät erzeugt Licht aus der Nacht

Gianluca Riccio

Energie

Das von Forschern der Stanford University entwickelte Gerät umgeht die Grenzen der Sonnenenergie. Es basiert auf den Prinzipien der Strahlungskühlung.

Ein sehr kostengünstiges thermoelektrisches Gerät fängt die Kälte in der Nacht ein, indem es Strom erzeugt, der eine LED antreibt.

Die Forschung wurde gestern in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht.

"Das Gerät kann nachts Strom erzeugen, wenn die Solarzellen nicht funktionieren", betont der Hauptautor der Studie Aaswath Raman (@aaraman), Assistenzprofessor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der University of California in Los Angeles. "Zusätzlich zur Beleuchtung kann es eine Vielzahl von Anwendungen zur Stromerzeugung an abgelegenen Orten oder in allen Bereichen geben, in denen nachts Strom benötigt wird."

Der Scharfrichter der Nacht

Während Solarzellen heute tagsüber eine etablierte Energiequelle sind, fehlt ein System, das nachts dasselbe tut. L 'Sonnenenergie Es kann in Batterien aufbewahrt werden, wenn es keine Sonne gibt, aber es kostet immer noch viel.

Das von den Forschern der Universität Raman und der Stanford University, Wei Li und Shanhui Fan, entwickelte Gerät überwindet die Grenzen der Sonnenenergie. Es basiert auf den Prinzipien der Strahlungskühlung. (Ein kurzer Link, um zu verstehen, was es ist, auch wenn ich es unten kurz erkläre).

Wie funktioniert es?

Wenn eine Oberfläche, die Luft ausgesetzt ist, ihre Wärme an die Atmosphäre abgibt, verliert sie Wärme und erhält durch diesen Durchgang eine etwas kältere Temperatur als die Umgebungsluft.

Dieses Phänomen kann leicht beobachtet werden: Hast du jemals die kleinen Eiskristalle gesehen, die sich auf einer Wiese bilden? Das gleiche Prinzip kann angewendet werden, indem diese Temperaturpassagen zur Energieerzeugung genutzt werden.

Raman und Kollegen testeten ihren kostengünstigen Generator zum ersten Mal auf einem Stanford-Dach unter einem kalten Dezemberhimmel. Der Generator besteht aus einer mit Aluminium bedeckten Polystyroloberfläche, die durch eine kleine Windschutzwand geschützt ist. Er steht auf einem Tisch einen Meter über dem Boden und sammelt die Wärme, die vom Dach zum Himmel steigt. Bei Anschluss an einen Konverter und eine weiße LED speist das Gerät das Licht passiv ein. Derzeit können 25 Milliwatt Energie pro Quadratmeter erzeugt werden. Pochina, aber laufende Tests perfektionieren das System bereits, indem sie bis zum 20-fachen der aktuellen Energie erhalten.

Um keinen Preis

Das gesamte System kann mit gekauften oder recycelten Komponenten zusammengebaut werden, und Raman glaubt, dass es auch hierfür umfangreiche praktische Anwendungen haben kann.

"Unsere Arbeit zeigt, wie viele Möglichkeiten es gibt, Energie auch durch Strahlungskühlung, den nächtlichen Temperaturaustausch, zu erzeugen." sagt der Forscher. "Es ist eine perfekt ergänzende Technologie zur Solartechnologie: Sie sammelt viel weniger Energie, kann aber funktionieren, wenn keine Sonne scheint."

Forschungsreferenzen:

Aaswath P. Raman, Wei Li, Shanhui-Fan. Licht aus Dunkelheit erzeugen. Joule, 2019; DOI: 10.1016 / j.joule.2019.08.009