اختصاصی ثریا- فناوری «خورشیدی شبانه» چبیست و چگونه می‌تواند در تاریکی انرژی تولید کند؟ محققان UNSW با تولید برق از انرژی خورشیدی موسوم به "نور شبانه" به پیشرفت بزرگی در فناوری انرژی های تجدیدپذیر دست یافته اند. تیمی از دانشکده مهندسی فتوولتائیک و انرژی‌های تجدیدپذیر، الکتریسیته را از گرمای تابش شده به‌عنوان نور فروسرخ تولید کردند، به همان روشی که زمین با تابش در فضا در شب سرد می‌شود. یک دستگاه نیمه هادی به نام دیود حرارتی، متشکل از مواد موجود در عینک های دید در شب، برای تولید انرژی از تابش نور مادون قرمز استفاده شد.
اگرچه مقدار برق تولید شده در این مرحله بسیار کم است - حدود 100000 برابر کمتر از انرژی تولید شده توسط یک پنل خورشیدی - محققان معتقدند که نتیجه می تواند در آینده بهبود یابد. سرپرست تیم، گفت: «ما نمایش روشنی از توان الکتریکی از یک دیود حرارتی ایجاد کرده‌ایم. با استفاده از دوربین‌های تصویربرداری حرارتی، می‌توانید میزان تشعشع در شب را ببینید، اما فقط در طول موج‌های مادون قرمز و نه در طول موج‌های مرئی. کاری که ما انجام داده‌ایم این است که دستگاهی ساخته‌ایم که می‌تواند نیروی الکتریکی را از انتشار تشعشعات حرارتی مادون قرمز تولید کند.»
جریان الکتریکی
این فرآیند در نهایت همچنان از انرژی خورشیدی استفاده می کند که در طول روز به شکل نور خورشید به زمین برخورد می کند و سیاره را گرم می کند. در شب، همین انرژی به شکل نور مادون قرمز به فضای خالی وسیع و سرد فضای بیرونی بازتاب می‌کند و اکنون ثابت شده است که دیود حرارتی قادر به تولید برق با بهره‌گیری از این فرآیند است. او گفت: «هرگاه جریانی از انرژی وجود داشته باشد، می‌توانیم آن را به اشکال مختلف تبدیل کنیم. فتوولتائیک، تبدیل مستقیم نور خورشید به الکتریسیته، یک فرآیند مصنوعی است که بشر برای تبدیل انرژی خورشیدی به انرژی توسعه داده است. از این نظر، فرآیند گرما تابشی مشابه است؛ ما انرژی جاری در مادون قرمز را از یک محیط گرم منحرف می‌کنیم.
در ادامه بخوانید: خبر بد درباره آلودگی هوا در دنیا
همانطور که یک سلول خورشیدی می تواند با جذب نور خورشید ساطع شده از یک خورشید بسیار داغ، الکتریسیته تولید کند، دیود حرارتی نیز با انتشار نور مادون قرمز به محیطی سردتر، الکتریسیته تولید می کند. در هر دو مورد، تفاوت دما چیزی است که به ما امکان می دهد برق تولید کنیم. پیشرفت تیم UNSW تأیید هیجان انگیز یک فرآیند تئوری قبلی است و اولین گام در ساخت دستگاه های تخصصی و بسیار کارآمدتر است که روزی می تواند انرژی را در مقیاس بسیار بزرگتر جذب کند.
در ادامه بخوانید: طرح پشت‌بام خورشیدی برای ساختمان‌های اروپا
اولین سلول خورشیدی سیلیکونی تنها حدود 2 درصد کارآمد بود، اما اکنون سلول های امروزی قادرند حدود 23 درصد از نور خورشید را به الکتریسیته تبدیل کنند. حتی اگر تجاری‌سازی این فناوری‌ها هنوز راهگشا باشد، حضور در ابتدای یک ایده در حال تکامل، مکان هیجان‌انگیزی برای محقق شدن است. ما با استفاده از دانش خود در مورد نحوه طراحی و بهینه سازی سلول های خورشیدی و قرض گرفتن مواد از مجموعه آشکارسازهای نوری مادون قرمز میانی، امیدواریم که پیشرفت سریعی در جهت تحقق رویای دستیابی به انرژی خورشیدی در شب داشته باشیم. تیم تحقیقاتی بر این باورند که فناوری جدید می‌تواند با کمک به تولید برق به روش‌هایی که در حال حاضر امکان‌پذیر نیست، طیف وسیعی از کاربردها را در آینده داشته باشد.
نیروی حاصل از گرمای بدن
یکی از اینها می تواند تامین انرژی دستگاه های بیونیک باشد، مانند قلب های مصنوعی، که در حال حاضر باتری هایی را که نیاز به تعویض منظم دارند، خالی می کند. در اصل این امکان برای ما وجود دارد که به روشی که نشان داده‌ایم فقط از گرمای بدن نیرو تولید کنیم – که اگر از طریق دوربین حرارتی نگاه کنید، می‌توانید درخشندگی آن را ببینید. این فناوری می‌تواند به طور بالقوه آن انرژی را جمع‌آوری کند و نیاز به باتری در دستگاه‌های خاص را برطرف کند - یا به شارژ مجدد آنها کمک کند.
در ادامه بخوانید: چطور آلودگی هوا در کشورهای دیگر به صفر می‌رسد؟
نتایج جدید
تیم تحقیقاتی اکنون امیدوار است که رهبران صنعت پتانسیل فناوری جدید را تشخیص دهند و از توسعه بیشتر آن حمایت کنند. سرپرست تیم می‌گوید: در حال حاضر، نمایشی که ما با دیود حرارتی داریم، توان نسبتاً بسیار کمی دارد. یکی از چالش‌ها در واقع تشخیص آن بود. من فکر می کنم برای اینکه این فناوری پیشرفتی باشد، ما نباید نیاز صنایع را دست کم بگیریم و واقعاً آن را به پیش ببریم. من می گویم هنوز حدود یک دهه کار تحقیقاتی دانشگاهی در اینجا باید انجام شود. "اگر صنعت بتواند ببیند که این یک فناوری ارزشمند برای آنهاست، پیشرفت می تواند بسیار سریع باشد. معجزه انرژی خورشیدی امروز مدیون محققان مشهور جهانی مانند پروفسور مارتین گرین در دانشگاه UNSW و همچنین صنعتگرانی است که مبالغ هنگفتی برای افزایش تولید جمع آوری کرده اند.