L'ovvio svantaggio dei pannelli solari è che richiedono la luce solare per generare elettricità. Alcuni hanno osservato che per un dispositivo sulla Terra rivolto verso lo spazio, che ha una temperatura gelida, il freddo flusso di energia dal dispositivo può essere raccolto usando lo stesso tipo di fisica optoelettronica che abbiamo usato per sfruttare l'energia solare. Nuovo lavoro, in un recente numero di Lettere di fisica applicata , cerca di fornire un potenziale percorso per generare elettricità come le celle solari, ma che può alimentare l'elettronica di notte.

Un team internazionale di scienziati ha dimostrato per la prima volta che è possibile generare una quantità misurabile di elettricità in un diodo direttamente dal freddo dell'universo. Il dispositivo a semiconduttore a infrarossi è rivolto verso il cielo e utilizza la differenza di temperatura tra la Terra e lo spazio per produrre elettricità.

"La vastità dell'universo è una risorsa termodinamica, " ha detto Shanhui Fan, un autore sulla carta. "In termini di fisica optoelettronica, c'è davvero questa bellissima simmetria tra la raccolta delle radiazioni in entrata e la raccolta delle radiazioni in uscita".

Al contrario di sfruttare l'energia in entrata come farebbe una normale cella solare, l'effetto di illuminazione negativa consente di raccogliere energia elettrica quando il calore lascia una superficie. La tecnologia di oggi, anche se, non cattura l'energia su queste differenze di temperatura negative in modo altrettanto efficiente.

Puntando il loro dispositivo verso lo spazio, la cui temperatura si avvicina a pochi gradi dallo zero assoluto, il gruppo è stato in grado di trovare una differenza di temperatura sufficientemente grande per generare energia attraverso un progetto iniziale.

"La quantità di energia che possiamo generare con questo esperimento, al momento, è molto al di sotto del limite teorico, " disse Masashi Ono, un altro autore sulla carta.

Il gruppo ha scoperto che il loro diodo a illuminazione negativa generava circa 64 nanowatt per metro quadrato, una piccola quantità di elettricità, ma un'importante prova di concetto, che gli autori possono migliorare migliorando le proprietà optoelettroniche quantistiche dei materiali che usano.

I calcoli effettuati dopo che il diodo ha creato l'elettricità hanno mostrato che, quando si prendono in considerazione gli effetti atmosferici, il dispositivo attuale può teoricamente generare quasi 4 watt per metro quadrato, circa un milione di volte quello generato dal dispositivo del gruppo e abbastanza per alimentare i macchinari necessari per funzionare di notte.

A confronto, i pannelli solari di oggi generano da 100 a 200 watt per metro quadrato.

Mentre i risultati mostrano risultati promettenti per i dispositivi a terra diretti verso il cielo, Fan ha affermato che lo stesso principio potrebbe essere utilizzato per recuperare il calore disperso dalle macchine. Per adesso, lui e il suo gruppo si stanno concentrando sul miglioramento delle prestazioni del loro dispositivo.