Un grupo de investigadores de la Universidad de California en Los Ángeles (UCLA) han aprovechado los principios detrás del enfriamiento del cielo radiativo para desarrollar una forma innovadora de producir energía renovable por la noche. El concepto podría usarse como una tecnología independiente o trabajar en combinación con energía solar para producir electricidad durante el día y la noche, y adaptarse así a una tecnología de bajo coste que posibilitaría el acceso a electricidad en zonas que carecen de ella.
El enfriamiento radiativo del cielo es un fenómeno natural en el que una superficie que mira hacia el cielo expulsa su calor al aire como radiación térmica. Parte de ese calor finalmente se eleva a la atmósfera superior y después a zonas más frías del espacio. «Este efecto ocurre todo el tiempo, especialmente en noches despejadas», explica Aaswath Raman, profesor asistente de ciencia e ingeniería de materiales en la Escuela de Ingeniería de la UCLA que dirige el estudio. «El resultado es que el objeto que expulsa el calor, ya sea un automóvil, el suelo o un edificio, estará un poco más frío que la temperatura ambiente», añade el profesor.
Un comunicado de la UCLA explica que la nueva tecnología aprovecha esa diferencia de temperaturas al capturar parte del calor del aire circundante que de otro modo se elevaría al cielo y lo convertiría en electricidad.
Desarrollo de la tecnología
Los investigadores han desarrollado un dispositivo simple y económico para demostrar la tecnología. Su configuración, dispuesta en el techo de un edificio, incluía un disco de aluminio pintado de negro en un lado que daba al cielo. Los científicos utilizaron el disco para irradiar el calor emitido por el aire circundante. Después, un generador termoeléctrico, un dispositivo que produce voltaje eléctrico en respuesta a una diferencia de temperatura, convirtió ese calor en electricidad.
El dispositivo generó hasta 25 milivatios por metro cuadrado, suficiente para alimentar una bombilla LED. Aunque el dispositivo genera sustancialmente menos energía que una célula solar de tamaño similar, Raman asegura que podría utilizarse para generar energía por la noche, en lugares que están fuera de la red eléctrica o para usuarios que no tienen fácil acceso a las baterías.
El investigador aclara que la tecnología podría mejorarse y que potencialmente podría generar hasta 0,5 vatios por metro cuadrado, aproximadamente 20 veces más que el dispositivo que los investigadores desarrollaron, especialmente en climas cálidos y secos donde el efecto de enfriamiento radiativo es el más fuerte.
Tecnología complementaria a la energía solar
El director del estudio comenta que este hallazgo podría formar la base de una tecnología complementaria a la energía solar, «si bien la potencia de salida siempre será sustancialmente más baja que la de los dispositivos solares, esta nueva tecnología puede funcionar a horas en las que las células solares no pueden».
Los otros autores del estudio son Wei Li, un investigador postdoctoral, y Shanhui Fan, profesor de ingeniería eléctrica, ambos en Stanford. El estudio ha sido publicado en un artículo en la revista Joule.