Kelemahan panel solar yang jelas ialah ia memerlukan cahaya matahari untuk menjana elektrik. Pasukan saintis antarabangsa telah memperlihatkan buat kali pertama bahawa tidak mustahil untuk menjana elektrik secara langsung dari kesejukan alam semesta. Peranti semikonduktor inframerah dihadapkan ke angkasa dan menggunakan perbezaan suhu antara Bumi dengan ruang angkasa untuk menghasilkan elektrik.

“Keluasan alam semesta adalah sumber termodinamik,” kata Shanhui Fan. “Dari segi fizik optoelektronik, terdapat simetri yang sangat indah antara menuai radiasi masuk dengan menuai radiasi keluar.”

Tenaga solar memanfaatkan tenaga yang masuk ke peranti (device) untuk menjana elektrik. Tetapi teknologi yang baru ini menjana elektrik daripada kesan pencahayaan (illumination) negatif yang muncul apabila haba meninggalkan permukaan. Dengan menghadapkan peranti mereka ke angkasa – suhu yang hampir mencapai tahap sifar mutlak – sekumpulan saintis itu dapat mencari perbezaan suhu yang cukup besar untuk menjana kuasa elektrik melalui reka bentuk awal.

Para saintis itu mendapati bahawa diod pencahayaan negatif mereka dapat menghasilkan kira-kira 64 nanowatt per meter persegi. Janaan elektrikyang kecil tetapi telah menjadi bukti penting bahawa mereka meningkatkan janaan tersebut dengan meningkatkan sifat optoelektronik kuantum bahan-bahan yang mereka gunakan.

Pengiraan yang dibuat selepas diod menjana elektrik menunjukkan bahawa, apabila kesan atmosfera diambil kira, peranti yang digunakan secara teorinya boleh menjana hampir 4 watts per meter persegi – kira-kira satu juta kali ganda daripada janaan peranti yang para saintis itu dapat hasilkan. Janaan itu cukup untuk membantu jentera kuasa untuk beroperasi pada waktu malam yang sejuk. Sebagai perbandingan, panel solar hari ini dapat menghasilkan 100 hingga 200 watts per meter persegi.

Walaupun keputusan menunjukkan harapan untuk peranti di tanah dapat menjana elektrik dengan menghadap ke langit, Fan berkata prinsip yang sama boleh digunakan untuk mendapatkan semula haba buangan dari mesin. Buat masa ini, beliau dan kumpulannya memberikan tumpuan untuk meningkatkan prestasi peranti mereka.

RUJUKAN:

1. Ono, M., Santhanam, P., Li, W., Zhao, B., & Fan, S. (2019). Experimental demonstration of energy harvesting from the sky using the negative illumination effect of a semiconductor photodiode. Applied Physics Letters, 114(16), 161102.
2. American Institute of Physics. (2019, May 6). Experimental device generates electricity from the coldness of the universe. ScienceDaily. Retrieved July 3, 2019 from www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190506163646.htm
3. Headline: Experimental device generates electricity from the coldness of the universe. Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/05/190506163646.htm Source: Science Daily / American Institute of Physics