Οταν ο ήλιος δύει, τα ηλιακά πάνελ πάνε για… ύπνο, εκτός και αν συνοδεύονται από μια μπαταρία ικανή να αποθηκεύσει τη συλλεχθείσα ενέργεια. Ωστόσο αμερικανοί φυσικοί από το Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ οραματίζονται μια νέα πηγή ενέργειας η οποία θα εκμεταλλεύεται την υπέρυθρη ακτινοβολία που εκπέμπει ο πλανήτης μας προς το Διάστημα.
Με τη βοήθεια σύγχρονων τεχνολογιών, οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαμε να εκμεταλλευθούμε την υπερθέρμανση του πλανήτη μετατρέποντάς τη σε πολύτιμη πηγή ενέργειας.
«Θα μπορούσαμε ενδεχομένως να εκμεταλλευθούμε την υπέρυθρη ακτινοβολία του πλανήτη προς το παγωμένο Διάστημα» εξηγεί ο κύριος ερευνητής δρ Φεντερίκο Καπάσο. «Η παραγωγή ενέργειας από την εκπεμπόμενη ακτινοβολία αποτελεί περίεργη υπόθεση. Παρ’ όλα αυτά πιστεύουμε ότι με τη βοήθεια της Φυσικής και της νανοκλίμακας μια τέτοια καινοτόμος εφαρμογή θα ήταν εφικτή».
Σε παρόμοια λογική με εκείνη των φωτοβολταϊκών πάνελ, η ιδέα των ερευνητών βασίζεται σε μια συσκευή η οποία αντί να αιχμαλωτίζει την ορατή ακτινοβολία θα παράγει ηλεκτρισμό, απελευθερώνοντας υπέρυθρη ακτινοβολία.
«Το ηλιακό φως έχει ενέργεια, οπότε τα φωτοβολταϊκά έχουν νόημα: λειτουργούν συλλέγοντας την ηλιακή ενέργεια. Η αντίστοιχη παραγωγή ενέργειας μέσω υπερύθρων δεν είναι τόσο απλή» προσθέτει ο κύριος συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Proceedings of the National Academy of Sciences», δρ Στίβεν Μπάιρνς. «Το πόση ενέργεια μπορούμε να παραγάγουμε μέσω της εν λόγω μεθόδου δεν είναι προφανές, ούτε το αν αξίζει να κινηθούμε κατ’ αυτόν τον τρόπο, ωστόσο όλα αυτά γίνονται προφανή μόλις καθήσει κανείς και κάνει όλους τους απαραίτητους υπολογισμούς με χαρτί και μολύβι».
«Η συσκευή αυτή θα μπορούσε να συνδυαστεί, για παράδειγμα, με μια ηλιακή μπαταρία, για να λαμβάνουμε επιπλέον ενέργεια κατά τη διάρκεια της νύχτας» προσθέτει ο Μπάιρνς.
Υπέρυθρη «μπαταρία» της Γης


Για να παρουσιάσουν το τεράστιο εύρος των δυνατοτήτων της νέας μεθόδου παραγωγής ενέργειας, οι ειδικοί προτείνουν δύο είδη συσκευών: μια αντίστοιχη της ηλιακής γεννήτριας και μια δεύτερη παρόμοια με μια φωτοβολταϊκή μπαταρία.
Η πρώτη συσκευή θα αποτελείται από δύο πλάκες: από μια θερμή, στη θερμοκρασία της Γης, και από μια παγωμένη η οποία θα είναι τοποθετημένη ακριβώς από πάνω της. Η παγωμένη επιφάνεια με όψη προς τα επάνω θα είναι κατασκευασμένη από ένα υλικό το οποίο παγώνει απελευθερώνοντας θερμότητα προς τον ουρανό. Βάσει μετρήσεων των εκπομπών υπερύθρων που πραγματοποιήθηκαν στη Λαμόντ, στην Οκλαχόμα, οι ερευνητές υπολογίζουν ότι η διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα στις δύο πλάκες θα ήταν ικανή να αποδώσει μερικά βατ ανά τετραγωνικό μέτρο μέρα-νύχτα. Η διατήρηση ωστόσο της παγωμένης πλάκας σε θερμοκρασία χαμηλότερη από εκείνη του περιβάλλοντος θα είναι δύσκολη αλλά όχι ανέφικτη.
«Η συγκεκριμένη προσέγγιση βασίζεται σε αρχές που ήδη εφαρμόζονται» αναφέρει ο δρ Μπάιρνς.
Η δεύτερη συσκευή των ερευνητών αφορά τη διαφορά θερμοκρασίας ανάμεσα σε διάφορα ηλεκτρονικά μέρη –διόδους και κεραίες –σε επίπεδο νανοκλίμακας.
«Αν για παράδειγμα έχουμε δύο μέρη με ίδια θερμοκρασία, προφανώς δεν μπορούμε να κάνουμε κάτι, αν όμως έχουμε δύο μέρη με διαφορετική θερμοκρασία, μπορούμε να κάνουμε δουλειά» εξηγεί ο δρ Καπάσο.
Με απλά λόγια, τα μέρη ενός ηλεκτρικού κυκλώματος μπορούν να διοχετεύουν το ηλεκτρικό ρεύμα προς διάφορες κατευθύνσεις –κάτι τέτοιο ονομάζεται ηλεκτρικός «θόρυβος». Βάζοντας στον ρόλο της αντίστασης μια μικροσκοπική κεραία οι ερευνητές πιστεύουν ότι θα μπορούσαν επιτυχώς να στείλουν την υπεριώδη ακτινοβολία προς τον ουρανό, ψύχοντας παράλληλα τα ηλεκτρόνια μόνο σε ένα μέρος του κυκλώματος.
Οπως αναφέρουν στη δημοσίευσή τους, μια επίπεδη συσκευή καλυμμένη από πολλά μικροσκοπικά κυκλώματα με φορά προς τον ουρανό θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Δημοσιεύτηκε στο Helios Plus στις 7 Μαρτίου 2014

HeliosPlus