Bilim insanlarına göre atmosfer ve uzay arasındaki büyük sıcaklık farkı kullanan optoelektronik sistemler kullanılarak, aynı güneş(solar) panellerindekine (fotodiyotlu) benzer şekilde elektrik elde edilebilir.
Böylece güneş panellerinin çalışmadığı gece vakitlerinde güneşten ve iklim koşullardan bağımsız olarak enerji elde edilebilir.
Solar panellerde genel olarak fotodiyotlar kullanılır. Fotodiyotlar güneşten gelen fotonları kullanarak, silisyum gibi malzemelerdeki elektronları uyararak elektrik enerjisi elde etmeye yarar.
Yapılan deneyde ise fotodiyotlar tersine çalışarak kızılötesi radyasyondan gelen fotonları, sistemde kalan ısı radyasyonunu kullanarak küçük miktarlarda enerji oluşturabiliyor.
Böylece deneysel sistemde negatif illüminasyon(aydınlanma) etkisi adı verilen bir avantajı kullanıyor. Bu etkide Dünya’dan uzaya kaçan ısının oluşturduğu dış radyasyon akışı kullanılıyor. Bu yeni kurulumda, gökyüzüne çevrili kızılötesi yarı iletkenle akış yakalanıyor ve elektrik akımına çevriliyor.
“Evrenin sonsuzluğu termodinamik bir kaynaktır. Optoelektronik fizik açısından, gerçekten gelen radyasyon ve çıkan radyasyon arasında hasat yapmak için çok güzel bir simetri oluşuyor,” diyor Stanford Üniversitesi’nden Shanhui Fan.
Bununla birlikte geçtiğimiz sene Shanhui Fan’ın paylaştığı projede güneş panelinin ışığından enerji elde ederken, fazla ısının infrared radyasyon olacak şekilde uzaya kaçtığını göstermişti.
Sistemin İşe Yaradığı Gösterildi
Yeni araştırmada ise gökyüzünden enerji elde etme prosesinde ise ölçülebilir miktarda elektrik üretilebileceği gösterildi. Fakat halen enerji şebekelerine katkıda bulunabilecek miktarda elektrik elde etmek için gidilmesi gereken uzun bir yol var.
Ekibin deneylerinde m2 başına 64 nanowat elde edilebildi her ne kadar bu çok küçük bir miktar gibi gözükse de, bu sistemin işe yarayacağını gösteren inanılmaz bir kanıt. Teoride doğru materyaller ve koşullar sağlanırsa, milyon kat daha fazla yani m2’de 4 watt kadar enerji üretilebilir.
“Şimdilik bu deneyde üretilen güç halen teorik limitin çok altında yer alıyor,” diyor Stanford’dan Masashi Ono.
Günümüzde güneş panellerinin m2 başına 100-200 watt ürettiğini düşünürseniz, gidilmesi gereken çok yol olduğunu görüyorsunuz. Fakat bu ilk oluşturulan form bile düşük güçte çalışan cihazlar ve makinelerin geceleri çalışmasını sağlayabilir, böylece her yenilenebilir cihazın şehre elektrik sağlaması için güce ihtiyaç duyması gerekmez.
Artık araştırmacılar bu sistemin işe yaradığını gösterdiler. Asıl zorluk bu cihazın performansını iyileştirmek olacak. Eğer sistem umut vaat etmeye devam ederse, aynı sistem makinelerden gelen atık ısıyı yakalamakta da kullanılabilir.
“Doğrudan gökyüzüne bir diyot çevirerek doğrudan güç üretimi demonstrasyonu daha raporlanmamıştı. Sonuçlarımız gece süresince enerji elde etmek için doğrudan dış uzayın soğukluğunu kullanmak için bir yol gösteriyor,” diyor araştırmacılar.
Araştırma Applied Physics Letters dergisinde yayınlandı.
