Ein sehr kostengünstiges thermoelektrisches Gerät erfasst die Nachtkälte, indem es Strom erzeugt, der eine LED mit Strom versorgt.
Die Forschung wurde gestern in der Fachzeitschrift Joule veröffentlicht.
"Das Gerät ist in der Lage, nachts Strom zu erzeugen, wenn die Solarzellen nicht arbeiten", betont der Hauptautor der Studie Aaswath Raman (@aaraman), Assistenzprofessor für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik an der University of California in Los Angeles. "Neben der Beleuchtung kann es eine ganze Reihe von Anwendungen geben, um an abgelegenen Orten oder in allen Bereichen, die nachts Strom benötigen, Strom zu erzeugen."
Der Scharfrichter der Nacht
Während Solarzellen tagsüber eine etablierte Energiequelle sind, fehlt ein System, das nachts dasselbe leistet. L'Sonnenenergie Es kann in Batterien gespeichert werden, um verwendet zu werden, wenn es keine Sonne gibt, aber es hat immer noch hohe Kosten.
Das von den Forschern Wei Li und Shanhui Fan von Raman und der Stanford University entwickelte Gerät überwindet die Grenzen der Solarenergie. Es basiert auf den Prinzipien der Strahlungskühlung. (Ein schneller Link, um zu verstehen, was es ist, auch wenn ich es unten kurz erkläre).
Wie funktioniert es?
Wenn eine der Luft ausgesetzte Oberfläche ihre Wärme an die Atmosphäre abgibt, verliert sie Wärme und erhält infolge dieses Durchgangs eine etwas kältere Temperatur als die umgebende Luft.
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. Schlechte, aber laufende Tests verfeinern 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, auch aus Strahlungskühlung, dem nächtlichen Temperaturaustausch, Energie zu gewinnen.“ sagt der Forscher. "Es ist eine perfekt ergänzende Technologie zur Solartechnologie: Sie sammelt viel weniger Energie, kann aber auch ohne Sonne funktionieren."
Forschungsreferenzen:
Aaswath P. Raman, Wei Li, Shanhui-Fan. Licht aus Dunkelheit erzeugen. Joule, 2019; DOI: 10.1016 / j.joule.2019.08.009
