In 2022 heeft een team onderzoekers van de Universiteit van New South Wales (UNSW) heeft een ongelooflijke ontdekking gedaan op het gebied van hernieuwbare energie: een systeem dat zelfs ’s nachts elektriciteit kan produceren. Ogenschijnlijk sciencefiction, deze innovatie is nu werkelijkheid. Het onderliggende principe van het systeem is gebaseerd op omzetting van aardwarmte in infrarood lichtwaarbij gebruik wordt gemaakt van het temperatuurverschil tussen de grond en de externe ruimte.
Na zonsondergang geeft de aarde, overdag verwarmd, warmte af aan de omgeving in de vorm van infraroodstraling. Dit fenomeen kan dankzij thermoradiatieve diodes worden opgevangen en omgezet in elektrische energie. Het materiaal dat voor deze apparaten wordt gebruikt, is vergelijkbaar met het materiaal dat wordt gebruikt in nachtkijkers, waardoor warmte kan worden geabsorbeerd en omgezet in elektriciteit, zelfs bij weinig licht.
De dokter Phoebe Pearceonderzoeker van het project, legt uit:
Een zonnepaneel vangt energie op van de zon, een extreem heet lichaam. Op dezelfde manier gebruikt de thermoradiatieve diode infraroodlicht dat wordt uitgestraald naar een veel koudere omgeving, zoals de ruimte, om energie op te wekken.
Hoewel het systeem momenteel tot 100.000 keer minder elektriciteit produceert dan traditionele zonnepanelen, vertegenwoordigt het nog steeds een concreet bewijs van de haalbaarheid van het procesdat tot voor kort als onmogelijk werd beschouwd.
Constante energie voor satellieten en missies
Een van de meest veelbelovende gebieden voor deze technologie is de ruimtevaart. Satellieten in een lage baan om de aarde doorlopen cycli van licht en donker van 90 minuten. Terwijl zonnepanelen deze apparaten overdag van stroom kunnen voorzien, zijn ze ’s nachts uitsluitend afhankelijk van batterijen.
Dankzij thermoradiatieve diodes is het mogelijk om zelfs tijdens perioden van duisternis elektriciteit op te wekken, waardoor er minder grote en dure batterijen nodig zijn. Professor Ned Ekins-Daukesleider van het project, onderstreept het historische belang van deze innovatie:
De eerste siliciumzonnepanelen werden in 1953 gedemonstreerd en zorgden al in 1958 voor de voeding van satellieten in de ruimte. Tegenwoordig leveren deze panelen energie aan huizen over de hele wereld. Ons doel is om binnen twee jaar warmtestralende diodes de ruimte in te brengen.
Deze technologie zou niet alleen de efficiëntie van ruimtemissies verbeteren, maar ook de duurzaamheid ervan op de lange termijn vergroten.
Benut menselijke hitte: batterijloze wearables
Naast ruimtemissies kan deze technologie ook de manier veranderen waarop we energie op aarde produceren. Het UNSW-team werkt aan de ontwikkeling van nieuwe materialen om de productie van diodes goedkoper en toegankelijker te maken. Dit zou kunnen leiden tot de introductie van draagbare apparaten die worden aangedreven door menselijke lichaamswarmte.
Stel je horloges, armbanden of andere draagbare apparaten voor die zonder batterijen kunnen functioneren en eenvoudigweg lichaamswarmte gebruiken, zoals professor Ekins-Daukes zei:
In de toekomst zou deze technologie niet alleen de noodzaak van batterijen in bepaalde apparaten kunnen elimineren, maar ze ook kunnen helpen opladen.
Dankzij deze ontdekking komt hernieuwbare energie steeds dichterbij oplossingen voor omgevingen met weinig licht of binnenshuiswaarbij wordt gestreefd naar een toekomst waarin traditionele bronnen steeds minder noodzakelijk zullen zijn.
De uitvinding van de thermoradiatieve diode door UNSW-onderzoekers vertegenwoordigt een nieuw hoofdstuk voor hernieuwbare energie. Of het nu gaat om het aandrijven van satellieten in de ruimte of draagbare apparaten op aarde, de toepassingen van deze technologie lijken eindeloos.
Door de exploitatie van infrarood licht wordt voorheen onontdekte energie toegankelijk gemaakt. Deze innovatie belooft niet alleen ruimtemissies efficiënter te maken, maar biedt ook praktische oplossingen voor een wereld die steeds meer behoefte heeft aan duurzame alternatieven. Met dergelijke vooruitgang ziet de toekomst van schone energie er rooskleuriger uit dan ooit.
