Dispositivo genera luz en la oscuridad

Un dispositivo termoeléctrico de bajo costo aprovecha el frío del espacio sin entrada de calor activo, generando electricidad que alimenta un LED por la noche.

“Sorprendentemente, el dispositivo puede generar electricidad por la noche, cuando las células solares no funcionan”, dice el autor principal Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad de California, Los Ángeles.

“Más allá de la iluminación, creemos que este podría ser un enfoque ampliamente habilitante para la generación de energía adecuado para ubicaciones remotas y en cualquier lugar donde se necesite la generación de energía por la noche”.

Si bien las células solares son una fuente eficiente de energía renovable durante el día, actualmente no existe un enfoque renovable similar para generar energía por la noche.

Las luces solares pueden equiparse con baterías para almacenar energía producida durante el día para uso nocturno, pero la adición aumenta los costos.

El dispositivo desarrollado por los científicos de Raman y la Universidad de Stanford, Wei Li y Shanhui Fan, evita las limitaciones de la energía solar aprovechando el enfriamiento radiativo, en el que una superficie orientada hacia el cielo pasa su calor a la atmósfera como radiación térmica, perdiendo algo de calor en el espacio y alcanzando una temperatura más fresca que el aire circundante.

Este fenómeno explica cómo se forma la escarcha en el césped durante las noches de congelación, y el mismo principio se puede utilizar para generar electricidad, aprovechando las diferencias de temperatura para producir electricidad renovable por la noche, cuando la demanda de iluminación alcanza su punto máximo.

Raman y sus colegas probaron su generador termoeléctrico de bajo costo en una azotea en Stanford, California, bajo un cielo despejado de diciembre.

El dispositivo de poliestireno cubierto de mylar aluminizado para minimizar la radiación térmica y protegido por una cubierta de viento transparente al infrarrojo, se colocó en una mesa a un metro sobre el nivel del techo, extrayendo calor del aire circundante y liberándolo al cielo nocturno. a través de un simple emisor negro.

El calor fluye desde la Tierra hacia el aire, y luego desde el aire a través de los generadores termoeléctricos y hacia el disco, que luego irradia el calor hacia arriba.

Durante el día, el dispositivo podría actuar en reversa, absorbiendo la luz solar y produciendo electricidad a partir de un calor que viaja del Sol al disco y al ambiente exterior.

Cuando el módulo termoeléctrico se conectó a un convertidor de refuerzo de voltaje y un LED blanco, los investigadores observaron que alimentaba pasivamente la luz.

Además midieron su potencia de salida durante seis horas, descubriendo que generaba hasta 25 milivatios de energía por metro cuadrado.

Dado que el enfriador radiativo consiste en un simple disco de aluminio recubierto con pintura, y todos los demás componentes se pueden comprar fácilmente, Raman y el equipo creen que el dispositivo se puede escalar fácilmente para un uso práctico.

La cantidad de electricidad que genera por unidad de área sigue siendo relativamente pequeña, lo que limita sus aplicaciones generalizadas por ahora, pero los investigadores predicen que se puede hacer veinte veces más potente con una ingeniería mejorada, como suprimir la ganancia de calor en el componente de enfriamiento radiativo para aumentar eficiencia de intercambio de calor y operación en un clima más cálido y seco.

“Nuestro trabajo destaca las muchas oportunidades restantes para la energía al aprovechar el frío del espacio exterior como un recurso de energía renovable”, dice Raman.

“Creemos que esto forma la base de una tecnología complementaria a la solar.

Si bien la producción de energía siempre será sustancialmente menor, puede funcionar a horas en que las células solares no pueden”.

Fuente: Noticias de la Ciencia