Partiendo de la suposición de que la desventaja obvia de los paneles solares es que requieren la luz solar para generar electricidad, investigadores de la Universidad de Stanford han descubierto la posibilidad de crear un dispositivo que, colocado de frente al espacio, logra recolectar energía utilizando el mismo tipo de la física optoelectrónica utilizada para explotar la energía solar.

En su investigación, los científicos explican en detalle cómo el dispositivo desarrollado parece proporcionar una forma potencial de generar electricidad, como paneles solares, pero que funcionan de noche.

Diferencia de temperatura

Por primera vez, los resultados de un experimento han logrado demostrar que es posible generar una cantidad medible de electricidad en un diodo (un tubo electrónico con dos electrodos) directamente del frío del Universo.

Esquema de la configuración experimental del fotodiodo infrarrojo.

El dispositivo, explican los científicos, es un semiconductor infrarrojo que mira al cielo y utiliza la diferencia de temperatura entre la Tierra y el espacio para producir electricidad.

Como afirma el investigador Shanhui Fan, académico en el Departamento de Energía Eléctrica de la Universidad de Stanford y coautor del experimento:

“En la práctica, la inmensidad del Universo es un recurso termodinámico y, en términos de física optoelectrónica, existe una hermosa simetría entre la captación de radiación entrante y la saliente”.

Un panel solar capta energía entrante, pero este nuevo dispositivo experimental funciona a la inversa y acumula electricidad a medida que el calor sale de la superficie terrestre. La idea es apuntar el dispositivo hacia el espacio, cuya temperatura se acerca al cero absoluto, para generar energía gracias a la diferencia de temperatura.

Propiedades optoeléctricas

Por ahora, el proyecto es completamente experimental y los científicos han logrado generar solo 64 nanovatios por metro cuadrado, es decir, muy poca electricidad, pero se trata de una prueba de concepto crucial que los autores pueden mejorar.

Los resultados de este experimento apuntan a la posibilidad de producir energía utilizando directamente la frialdad del espacio exterior.

Para poner en contexto, un panel solar genera entre 100 y 200 vatios por metro cuadrado, pero el solo hecho de que esta idea funcione es digno de reconocimiento y abre una ventana de posibilidades que se pierde de vista.

Los cálculos realizados después de que el diodo produjera electricidad revelaron que, cuando se toman en cuenta los efectos atmosféricos, el presente dispositivo puede rendir teóricamente casi 4 vatios por metro cuadrado, aproximadamente un millón de veces lo que inicialmente produjo el dispositivo.

Los investigadores manifiestan que el concepto permite emprender nuevos estudios para mejorar las propiedades optoeléctricas de los materiales utilizados, y de este modo aumentar la cantidad de energía producida por el dispositivo.

En última instancia, señalan los autores, estos resultados obtenidos apuntan a un camino para la producción de energía utilizando directamente la frialdad del espacio exterior.

Referencia: Experimental demonstration of energy harvesting from the sky using the negative illumination effect of a semiconductor photodiode. Applied Physics Letters, 2019. https://doi.org/10.1063/1.5089783