Generación de electricidad a partir del frío del espacio
La desventaja obvia de los paneles solares es que requieren la luz del sol para generar electricidad.
Esquema del fotodiodo infrarrojo experimental que ha generado electricidad directamente del frío del espacio. / Masashi Ono
Algunas personas han señalado en cambio que un dispositivo especial situado en la superficie de la Tierra y mirando al espacio (el cual tiene una temperatura extremadamente baja), podría producir un flujo de energía, y esta ser aprovechada usando el mismo tipo de física optoelectrónica que se emplea para sacar un rendimiento de la energía solar. De esta forma, podríamos generar electricidad como las células solares, y alimentar sistemas electrónicos por la noche.
El equipo internacional de científicos que ha participado en el trabajo ha demostrado por primera vez que es posible generar una cantidad medible de electricidad en un diodo directamente a partir del frío del universo. El dispositivo semiconductor infrarrojo miraba hacia el cielo y utilizaba la diferencia de temperatura entre la Tierra y el espacio para producir la electricidad.
“La inmensidad del universo es un recurso termodinámico”, dijo Shanhui Fan, un autor del artículo. “En términos de física optoelectrónica, existe realmente esta hermosa simetría entre la recolección de radiación entrante y la recolección de radiación saliente”.
En contraste con el aprovechamiento de la energía entrante, como lo haría una célula solar normal, el efecto de iluminación negativa permite que se genere energía eléctrica a partir del calor que deja la superficie. La tecnología actual, sin embargo, no captura tan eficientemente la energía por encima de estas diferencias negativas de temperatura.
Al apuntar su dispositivo hacia el espacio, cuya temperatura se acerca a escasos grados del cero absoluto, el grupo fue capaz de encontrar una diferencia de temperatura lo suficientemente grande como para generar energía a través de un diseño inicial.
“La cantidad de energía que podemos generar con este experimento, por el momento, está muy por debajo del límite teórico”, dijo Masashi Ono, otro autor del artículo.
El grupo descubrió que su diodo de iluminación negativa generaba unos 64 nanovatios por metro cuadrado, una cantidad ínfima de electricidad, pero ello era una importante prueba de concepto, que los autores pueden mejorar elevando las propiedades optoelectrónicas cuánticas de los materiales que se utilizan.
Los cálculos realizados después de que el diodo creara electricidad demostraron que, si se tienen en cuenta los efectos atmosféricos, el dispositivo actual puede generar teóricamente casi 4 vatios por metro cuadrado, aproximadamente un millón de veces lo que generó el dispositivo del grupo y suficiente para ayudar a alimentar de noche la maquinaria que se requiere para funcionar.
En comparación, los paneles solares actuales generan de 100 a 200 vatios por metro cuadrado, cuando el sol los ilumina.
Si bien los resultados son prometedores para esta clase de dispositivos terrestres orientados hacia el cielo, Fan dijo que el mismo principio podría ser usado para recuperar el calor residual de máquinas. Por ahora, él y su grupo se centran en mejorar el rendimiento de su aparato.
