Le rayonnement solaire réchauffe sérieusement la surface de la Terre et des objets qui s'y trouvent pendant la journée, mais la nuit, la chaleur en volumes importants s'échappe dans l'espace. Il serait tentant d'utiliser cette énergie pour produire de l'électricité pendant les heures de nuit et des travaux en ce sens sont en cours. Des scientifiques de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW Sydney) ont contribué à la percée future dans le domaine de la génération d'électricité dans le domaine infrarouge.
Une équipe de chercheurs, dont le Centre d'excellence ARC, a utilisé un dispositif générateur d'énergie appelé "diode de thermoradiation", qui est similaire à la technologie utilisée dans les lunettes de vision nocturne. La quantité d'énergie produite par les nouvelles expériences est faible, à peu près équivalente à 0,001% de la capacité d'une cellule solaire typique, mais la preuve de concept est significative.
"Nous pensons généralement à l'émission de lumière comme quelque chose qui consomme de l'énergie, mais dans la région de l'infrarouge moyen, où nous brillons tous d'énergie rayonnante, nous avons montré qu'il est possible d'extraire de l'énergie électrique", a déclaré l'un des auteurs de l'étude. . "Nous n'avons pas encore le matériau miracle qui fera de la diode à thermoradiation une réalité quotidienne, mais nous avons fourni une preuve de principe et nous avons hâte de voir dans quelle mesure nous pouvons améliorer ce résultat dans les années à venir."
Pour prouver le concept selon lequel l'énergie peut être générée par le processus de rayonnement thermique d'un thermogénérateur avec une température supérieure à la température ambiante, les scientifiques ont utilisé des photodiodes à base du composé HgCdTe (mercure, cadmium et tellure). Les deux mesures ont été effectuées dans des régimes photoélectriques et de thermoradiation, et des calculs théoriques ont été effectués, y compris des processus critiques non radiatifs (thermodynamique classique).
Il s'est avéré qu'avec une différence de température de seulement 12,5 °C, une densité de puissance électrique thermoradiative maximale de 2,26 mW/m2 est enregistrée pour une photodiode émettant près de 4,7 µm, avec une efficacité de rayonnement estimée à 1,8 %. Ces données sont suffisantes pour espérer une efficacité radiative élevée des semi-conducteurs dans le domaine de l'infrarouge moyen pour la mise en œuvre de la génération d'énergie par thermoradiation dans le futur, mais il reste encore du travail et du travail à faire dans cette direction.
2022-05-17 13:30:28
Auteur: Vitalii Babkin