Het voor de hand liggende nadeel van zonnepanelen is dat ze zonlicht nodig hebben om elektriciteit op te wekken. Sommigen hebben opgemerkt dat voor een apparaat op aarde dat naar de ruimte is gericht, die een koude temperatuur heeft, de huiveringwekkende uitstroom van energie uit het apparaat kan worden geoogst met behulp van dezelfde soort opto-elektronische fysica die we hebben gebruikt om zonne-energie te benutten. Nieuw werk, in een recent nummer van Technische Natuurkunde Brieven , lijkt een potentieel pad te bieden voor het opwekken van elektriciteit zoals zonnecellen, maar dat kan de elektronica 's nachts van stroom voorzien.

Een internationaal team van wetenschappers heeft voor het eerst aangetoond dat het mogelijk is om direct uit de kou van het heelal een meetbare hoeveelheid elektriciteit in een diode op te wekken. Het infrarood halfgeleiderapparaat kijkt naar de lucht en gebruikt het temperatuurverschil tussen de aarde en de ruimte om de elektriciteit te produceren.

"De uitgestrektheid van het universum is een thermodynamische hulpbron, " zei Shanhui Fan, een auteur op papier. "In termen van opto-elektronische fysica, er is echt een heel mooie symmetrie tussen het oogsten van inkomende straling en het oogsten van uitgaande straling."

In tegenstelling tot het benutten van binnenkomende energie zoals een normale zonnecel zou doen, het negatieve verlichtingseffect zorgt ervoor dat elektrische energie kan worden geoogst als warmte een oppervlak verlaat. De technologie van vandaag, Hoewel, vangt de energie over deze negatieve temperatuurverschillen niet zo efficiënt op.

Door hun apparaat op de ruimte te richten, waarvan de temperatuur slechts enkele graden van het absolute nulpunt nadert, de groep was in staat om een ​​temperatuurverschil te vinden dat groot genoeg was om stroom te genereren door middel van een vroeg ontwerp.

"De hoeveelheid stroom die we met dit experiment kunnen opwekken, momenteel, ver onder de theoretische limiet ligt, " zei Masashi Ono, een andere auteur op het papier.

De groep ontdekte dat hun negatieve verlichtingsdiode ongeveer 64 nanowatt per vierkante meter genereerde, een kleine hoeveelheid elektriciteit, maar een belangrijk proof of concept, die de auteurs kunnen verbeteren door de kwantumopto-elektronische eigenschappen van de materialen die ze gebruiken te verbeteren.

Berekeningen gemaakt nadat de diode elektriciteit had gecreëerd, toonden aan dat, wanneer rekening wordt gehouden met atmosferische effecten, het huidige apparaat kan theoretisch bijna 4 watt per vierkante meter genereren, ongeveer een miljoen keer wat het apparaat van de groep genereerde en genoeg om machines aan te drijven die 's nachts moeten draaien.

Ter vergelijking, de zonnepanelen van vandaag genereren 100 tot 200 watt per vierkante meter.

Hoewel de resultaten veelbelovend zijn voor op de grond gebaseerde apparaten die naar de lucht zijn gericht, Fan zei dat hetzelfde principe kan worden gebruikt om restwarmte van machines terug te winnen. Voor nu, hij en zijn groep richten zich op het verbeteren van de prestaties van hun apparaat.