Před čtyřmi měsíci jsme obdivovali technologii ze Stanfordu, která dokáže těžit elektřinu v noci, z bezcitného chladu vesmíru. A s politováním jsme zmínili, že jejich chladnovesmírná dioda vytěží jen asi 64 nanowattů na čtvereční metr. Jak se ale zdá, ve Stanfordu nikdy nespí. Jejich nové a levné termoelektrické zařízení už dokáže elektřinou vytěženou ze studené oblohy poseté hvězdami rozsvítit LEDku. Energetika mrazivého vesmíru je k nezastavení! Výzkum publikovali v časopisu Joule pod zvučným názvem „Generating Light from Darkness“.
Jak říká vedoucí výzkumu, kterým byl tentokrát Aaswath Raman z University of California, Los Angeles, jejich zařízení vlastně vyrábí elektřinu v noci, tedy v době, kdy mají solární panely smůlu. Badatelé věří, že by jejich technologie mohla vyrábět elektřinu na vzdálených a izolovaných místech, a také všude, kde je nutné mít po ruce elektřinu v noci.
V současnosti máme k dispozici rozmanité solární články, které získávají obnovitelnou elektřinu během dne. Zároveň neexistuje žádná srovnatelná technologie, která by dodávala elektřinu v noci. Solární články sice mohou ukládat denní elektřinu do baterií pro použití v noci, takové řešení ale podstatně zvyšuje cenu elektřiny.
Technologie těžby energie z chladu vesmíru, která je asi nejromantičtější energetikou ze všech, dovede obejít omezení solárních článků, a to velmi rafinovaným způsobem. Raman a jeho kolegové Li a Fan ze Stanfordu využili toho, že nezměrný vesmír představuje termodynamický zdroj. Povrch jejich zařízení, který je obrácený k hvězdnému nebi, vyzařuje své teplo do atmosféry. Část se ho ztrácí do vesmíru a teplota zařízení je ve výsledku nižší než okolní vzduch.
Zní to zvláštně, ale je to vlastně velmi běžný fenomén. Stejný mechanismus je zodpovědný za to, že se na trávě vytvoří led, i když jsou v noci teploty nad nulou. A tento princip je možné využít k výrobě zaručeně obnovitelné energie, protože vesmír jen tak nevytěžíme. Raman a jeho tým postavili levný chladnovesmírný generátor a testovali ho na střeše budovy ve Stanfordu, pod jasnou prosincovou oblohou.
Když Raman a spol. připojili k zařízení bílou LEDku, tak ji rozsvítila elektřina z nezměrného chladu vesmíru. Nefalšované světlo z temnoty. Badatelé pak měřili produkci elektřiny po dobu déle než 6 hodin a zjistili, že tenhle zázračný přístroj vytvoří až 25 miliwattů na metr čtvereční. Celé zařízení je nejen levné, ale i jednoduché. Jeho tvůrci proto doufají, že by mohlo rychle nalézt praktické uplatnění. Množství vytěžené energie stále není příliš velké, ale Raman s kolegy na tom pracují.
Video: How we can turn the cold of outer space into a renewable resource | Aaswath Raman
Literatura
TechXplore 12. 9. 2019, Joule online 12. 9. 2019.
Jak získat elektřinu z tepelného záření Země kvantovým tunelováním?
Autor: Stanislav Mihulka (08.02.2018)
Jak vytěžit elektřinu z odpadního tepla?
Autor: Stanislav Mihulka (11.07.2018)
Experimentální zařízení vyrábí elektřinu z bezcitného chladu vesmíru
Autor: Stanislav Mihulka (07.05.2019)
Diskuze:
Jak vzniká jinovatka
Krystof Válka,2019-09-13 21:09:54
Jinovatka, kterou vidíme za slunného rána, když je nad nulou, vzniká za příslušného tlaku díky přízemním mrazíkům, kdy teplota těsnĕ u země klesne pod bod mrazu... Vodní páry ochladí vzduch, nezmrznou v dusledku vyzáření tepla do chladného vesmíru.
Zázračné zařízení?
Lukáš Král,2019-09-13 09:13:37
Podobná zázračná zařízení čerpající energii z chladu najdete u každé elektrárny, říká se jim chladicí věže.
Re: Zázračné zařízení?
Vendelin Omacka,2019-09-13 10:10:18
Tato vec funguje fundamentalne na inom principe. Chladiaca veza vyuziva gradient medzi teplotou pary vystupujucej z turbin, zatial co toto zariadenie vyuziva gradient medzi teplotou termosfery (zemskeho povrchu) a chladom vesmiru. Dokaze teda produkovat elektricku energiu aj bez toho aby vyrabala teplo (co elektraren nedokaze).
Re: Re: Zázračné zařízení?
Jiří Pospíšil,2019-09-14 18:45:28
Bez gradientu není elektřina. Takže vyzařovat do temna vesmíru může jen něco, co má vyšší teplotu. Přilepte ty panely na špatně izolovanou střechu domu, který bude panel zahřívat a bude víc elektřiny.
No pořád nic moc
Pavel Hudecek,2019-09-13 03:57:31
Dohledal jsem podrobnosti:
https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30412-X?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS254243511930412X%3Fshowall%3Dtrue
Takže s TE článkem, který Digikey prodává za 22 USD udělali výkon max. 0,8 mW.
Tamtéž lze koupit primární Li článek za 21 USD, 3,6 V / 19 Ah. Jedna z výrobcem uváděných vybíjecích charakteristik je cca 0,7 mW 60 tisíc hodin, tedy 6,8 let trvale, nejen za vhodného počasí.
Vzhledem k tomu, že oni z té temnoty těžili běžně okolo 0,5 mW, dá se očekávat, že na tu lithiovku by to svítilo 10 let:-) A to by tam nemusel bejt ani ultra low power MPPT regulátor, u kterého si navíc vůbec nejsem jist, zda dokáže sám naběhnout z 60 mV, tzn. bez třeba menší lithiovky by se to pravděpodobně stejně neobešlo:-)
Re: No pořád nic moc
Vendelin Omacka,2019-09-13 10:13:43
Smutne na tom je, ze ak by ten "ziaric" postavili z bezne dostupnych materialov, napr. bielej farby z hobby marketu, a igelitky od potravin, tak by dostali chladiaci vykon zhruba niekde medzi 30 az 60W/m2.
Ich zariadenie produkuje 80mW, co je o 3 rady menej a dava ucinnost 0,1%. A podstatnu cast tej elektriky v konecnom dosledku aj tak premiename na teplo, alebo chlad.
Takze je to uzasne neefektivne.
Re: Re: No pořád nic moc
Vojta Ondříček,2019-09-14 06:22:01
Mno ... podle Stefan-Boltzmannona zákonu by zářič o 1 m² a koefficientu 0,9 vyzařoval do prázdné části vesmíru při dT 273K (Pozadí Vesmíru 3K a "teplý" radiátor 276K = 3°C) zhruba 280W.
Jenže, tohle by platilo třeba na Měsíci. Na Zemi ne, páč Země je "teple oděna" do atmosféry a s povrchu našich nadmořských výšek "vidíme" ve Vesmíru teplotu jen kolem -50°C. A za těchto podmínek vyzáří výše popsaný radiátor tak akorát 0,32W. Když tuto hodnotu tepelného toku vynásobím bídnou účinností běžného termočlánku, tak se přiblížím elektrickému výkonu kolem té jedné desetiny wattu, a to si ještě fandím.
Konec pachtění.
Registr Užívaný,2019-09-13 02:59:45
Měli by jsme se přestat pachtit, vše co potřebujeme leží kolem nás, jenom to sebrat.
Re: Konec pachtění.
Pavel Hudecek,2019-09-13 04:07:13
1. Vemte kilo mouky.
2. Pomalinku vysypte z okna v pátém patře za větru.
3. Zkuste mouku posbírat a upéct z ní koláč:-)
Někdy je to sbírání prostě neefektivní. Lidové rčení říká, že z hovna bič neupleteš. Pan Carnot říká, že z malého rozdílu teplot rozumnej výkon nevytěžíš. Pánové Planck, Stefan a Boltzman k tomu dodávají, že z pozemské noční oblohy velký rozdíl teplot nezískáš.
Re: Re: Konec pachtění.
Jan Novák9,2019-09-13 07:19:30
To zelenému mozku nevysvětlíte. To že každá sranda něco stojí je selský rozum, ale mezi mladými dnes platí že "common sense is so rare nowadays it should be considered a superpower".
Re: Re: Konec pachtění.
Jednoduchoš Jednoduchý,2019-09-13 13:59:22
Když použiji Vaší metaforu, možná stačí se zhluboka nadechnout. :D
Re: Konec pachtění.
Jan Novák9,2019-09-13 07:33:41
Ta energie není z chladu vesmíru, je z tepla země. Stejně jako elektrárna nevyrábí energii z chladu vody. V hlubokém vesmíru by nevyrobili nic. Rozdíl teplot je zanedbatelný tj. výkon se nikdy nepodaří podstatně zvýšit a cena neklesne dost hluboko - muselo by to být doslova zadarmo a bez práce. Že na tohle může někdo skočit jen dokazuje vaši nevzdělanost.
Pokud vím tak z nevzdělanosti, slepé důvěry a nepodložené naděje se energii ještě nikomu získat nepodařilo (na rozdíl od peněz) - kdyby ano tak to bychom měli vystaráno.
Re: Re: Konec pachtění.
Registr Užívaný,2019-09-13 09:06:14
"Člověk místo toho, aby rozvíjel sebe, rozvíjí svoje nástroje." Albert E.
"Nemusíš mě hledat, jsem všude kam se podíváš" Ježíš N.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
