A radiação solar aquece seriamente a superfície da Terra e os objetos sobre ela durante o dia, mas à noite o calor em volumes significativos escapa para o espaço sideral. Seria tentador usar essa energia para gerar eletricidade durante a noite e trabalhos nesse sentido estão em andamento. Cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul (UNSW Sydney) contribuíram para o futuro avanço no campo da geração elétrica na faixa de infravermelho.
Fonte da imagem: American Chemical Society
Uma equipe de pesquisadores, incluindo o Centro de Excelência ARC, usou um dispositivo gerador de energia chamado “diodo de termorradiação”, que é semelhante à tecnologia usada nos óculos de visão noturna. A quantidade de energia produzida pelos novos experimentos é pequena, aproximadamente equivalente a 0,001% da capacidade de uma célula solar típica, mas a prova de conceito é significativa.
«Costumamos pensar na emissão de luz como algo que consome energia, mas na região do infravermelho médio, onde todos brilhamos com energia radiante, mostramos que é possível extrair energia elétrica, disse um dos autores do estudo. “Ainda não temos o material milagroso que tornará o diodo de termorradiação uma realidade cotidiana, mas fornecemos uma prova de princípio e mal podemos esperar para ver o quanto podemos melhorar esse resultado nos próximos anos.”
Para comprovar o conceito de que a energia pode ser gerada pelo processo de radiação térmica de um termogerador com temperatura superior à temperatura ambiente, os cientistas usaram fotodiodos baseados no composto HgCdTe (mercúrio, cádmio e telúrio). Ambas as medições foram realizadas em regime fotoelétrico e termorradiação, e cálculos teóricos foram feitos, incluindo processos críticos não radiativos (termodinâmica clássica).
Descobriu-se que com uma diferença de temperatura de apenas 12,5 °C, um pico de densidade de energia elétrica termorradiativa de 2,26 mW/m2 é registrado para um fotodiodo que emite próximo de 4,7 µm, com uma eficiência de radiação estimada de 1,8%. Esses dados são suficientes para esperar uma alta eficiência radiativa dos semicondutores na faixa do infravermelho médio para a implementação da geração de energia por termorradiação no futuro, mas ainda há muito trabalho a ser feito nesse sentido.