Los científicos de la Universidad de Stanford han demostrado por primera vez que el calor del sol y la frialdad del espacio exterior se pueden recolectar simultáneamente con un solo dispositivo. Su investigación, publicada el 8 de noviembre en la revista julio , sugiere que los dispositivos para recolectar energía solar y espacial no competirán por el espacio terrestre y en realidad pueden ayudarse mutuamente a funcionar de manera más eficiente.
La energía renovable es cada vez más popular como una alternativa económica y eficiente a los combustibles fósiles, con los gráficos de energía solar como los favoritos a nivel mundial. Pero existe otra fuente de energía poderosa que puede realizar la función opuesta: el espacio exterior.
"Es ampliamente reconocido que el sol es una fuente de calor perfecta que la naturaleza ofrece a los seres humanos en la Tierra", dice Zhen Chen, el primer autor del estudio, que es un ex asociado de investigación postdoctoral en Stanford en el grupo de Shanhui Fan yactualmente es profesor en la Universidad del Sureste de China. "Se reconoce menos ampliamente que la naturaleza también ofrece a los seres humanos el espacio exterior como un disipador de calor perfecto".
Los objetos emiten calor como radiación infrarroja, una forma de luz invisible para el ojo humano. La mayor parte de esta radiación es reflejada de regreso a la Tierra por partículas en la atmósfera, pero parte de ella escapa al espacio, permitiendo superficies que emiten suficiente radiacióndentro del rango infrarrojo para caer por debajo de la temperatura de su entorno. La tecnología de enfriamiento radiativo refleja grandes cantidades de luz infrarroja, proporcionando una alternativa de aire acondicionado que no emite gases de efecto invernadero. También puede ayudar a mejorar la eficiencia de las células solares, lo que disminuye el calor solar.las células se convierten, si solo las dos tecnologías pueden coexistir pacíficamente en un tejado.
Chen y sus colegas desarrollaron un dispositivo que combina enfriamiento radiativo con tecnología de absorción solar. El dispositivo consiste en un absorbedor solar de germanio en la parte superior de un enfriador radiativo con capas de nitruro de silicio, silicio y aluminio encerrados en un vacío para minimizar la pérdida de calor no deseada.Tanto el absorbedor solar como la atmósfera son transparentes en el rango infrarrojo medio de 8-13 micras, ofreciendo un canal para que la radiación infrarroja del enfriador radiativo pase al espacio exterior. El equipo demostró que el dispositivo combinado puede proporcionar 24?C en calefacción solar y 29 ° C en refrigeración radiativa, con el absorbedor solar mejorando el rendimiento del enfriador radiativo al bloquear el calor del sol.
"En una azotea, imaginamos que una celda fotovoltaica puede suministrar electricidad mientras que el enfriador radiativo puede enfriar la casa en los calurosos días de verano", dice Chen.
Si bien esta tecnología parece prometedora, Chen cree que todavía hay mucho trabajo por hacer antes de que pueda ampliarse para uso comercial. Si bien el vacío que envuelve el dispositivo podría ampliarse con relativa facilidad, la ventana transparente de infrarrojos hecha de zincel seleniuro sigue siendo demasiado costoso, y el absorbedor solar y el enfriador radiativo también podrían diseñarse con materiales más baratos y de alto rendimiento. Chen cree que también es importante probar el uso de células fotovoltaicas en lugar de un absorbedor solar, una idea queaún no se ha demostrado, pero a pesar de todos estos desafíos prácticos, el equipo cree que esta investigación demuestra que la energía renovable tiene aún más potencial en la azotea de lo que se pensaba anteriormente.
"Creo que esta tecnología podría potencialmente revolucionar la tecnología actual de células solares", dice Chen. "Si nuestro concepto se demuestra y se amplía, la futura célula solar tendrá dos funciones en una: electricidad y refrigeración".
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Materiales proporcionados por prensa celular . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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