Una nueva tecnología aprovecha la energía térmica para obtener potencial eléctrico
UNSW/T21
Una investigación desarrollada en la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Australia, demuestra que el calor infrarrojo radiante de la Tierra se puede utilizar para generar electricidad, incluso después de que se haya puesto el Sol.
Investigadores de la Escuela de Ingeniería de Energías Renovables y Fotovoltaica de la Universidad de Nueva Gales del Sur, en Australia, ha generado electricidad a partir del calor irradiado como luz infrarroja.
Durante el día la superficie de la Tierra se calienta cuando recibe la luz del Sol, pero por la noche devuelve ese calor en forma de radiación infrarroja, que emite cualquier cuerpo cuya temperatura sea mínimamente significativa.
La nueva tecnología aprovecha esa energía térmica irradiada hacia arriba desde la Tierra, hacia un zona más fría, y convierte ese flujo de energía en potencial eléctrico, a través del diferencial de temperatura.
Para conseguirlo, utiliza un dispositivo semiconductor llamado diodo termorradiativo, compuesto de materiales que se encuentran en las gafas de visión nocturna: genera energía eléctrica a partir de la emisión de luz infrarroja, incluso durante la noche.
SEMICONDUCTOR ESPECIAL
El dispositivo usa el mismo tipo de tecnología de los semiconductores para producir energía a partir de la emisión de luz infrarroja. Es la primera vez que aplica para este fin. Los resultados de la investigación se publican en ACS Photonics.
Aunque la cantidad de energía generada en este desarrollo es muy pequeña, unas 100.000 veces menos que la suministrada por un panel solar, los investigadores creen que el resultado puede mejorarse en el futuro.
"Hemos hecho una demostración inequívoca de la obtención de energía eléctrica a través de un diodo termorradiativo", destaca el líder del equipo, el profesor asociado Ned Ekins-Daukes.
“Usando cámaras termográficas podemos ver cuánta radiación hay en la noche. Lo que hemos hecho es fabricar un dispositivo que pueda generar energía eléctrica a partir de esa emisión de radiación térmica infrarroja”, añade.
FLUJO DE ENERGÍA
“Siempre que hay un flujo de energía, podemos convertirlo entre diferentes formas”, explica Phoebe Pearce, una de las coautoras del artículo.
Este desarrollo es la confirmación de un proceso previamente teórico y el primer paso para fabricar dispositivos especializados y mucho más eficientes que algún día podrían capturar la energía a una escala mucho mayor.
Ekins-Daukes compara la nueva investigación con el trabajo de los ingenieros de Bell Labs, que demostraron la primera célula solar de silicio práctica en 1954.
Esa primera celda solar de silicio tenía solo alrededor del 2% de eficiencia, pero ahora las celdas modernas pueden convertir alrededor del 23% de la luz solar en electricidad.
MÚLTIPLES APLICACIONES
El equipo de investigación cree que la nueva tecnología podría tener una variedad de usos en el futuro, al ayudar a producir electricidad de formas que actualmente no son posibles.
Uno de esos usos podría ser la alimentación de dispositivos biónicos, como los corazones artificiales, que actualmente funcionan con baterías que deben reemplazarse periódicamente.
Ekins-Daukes dice al respecto: “En principio, es posible que generemos energía de la forma en que lo hemos demostrado solo a partir del calor corporal, que se puede ver brillando si se mira a través de una cámara térmica".
Y añade: “en el futuro, esta tecnología podría potencialmente recolectar esa energía corporal y eliminar la necesidad de baterías en ciertos dispositivos, o ayudar a recargarlos. Eso no es algo en lo que la energía solar convencional sea necesariamente una opción viable”.
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REFERENCIA
Thermoradiative Power Conversion from HgCdTe Photodiodes and Their Current–Voltage Characteristics. Michael P. Nielsen et al. ACS Photonics 2022, 9, 5, 1535–1540; May 9, 2022. DOI:https://doi.org/10.1021/acsphotonics.2c00223
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