Onderzoekers van de University of New South Wales slaagden er in hun onderzoek in elektriciteit te genereren uit warme die wordt uitgestraald door infrarood licht. De resultaten bieden kansen op termijn voor de nachtelijke opwek van zonne-energie. Het lukte het team van de afdeling Photovaltaic and Renewable Energy Engineering om het infrarood om te zetten in energie, zei het weinig; ongeveer een honderdduizendste van de hoeveelheid die een zonnepaneel oplevert. Maar zoals het spreekwoord luidt: Alle begin is moeilijk. De onderzoekers zien dit resultaat dan ook slechts als een begin.

Dit infrarood licht is namelijk niet alleen aanwezig wanneer zonlicht de aarde bereikt, maar ook ’s nachts wanneer dit weer wordt teruggekaatst. Voor het onderzoek gebruikten ze een semiconductor die een thermo-radioactieve diode wordt genoemd. Dit materiaal vind je ook in nachtkijkers.

Met een nachtkijker is zichtbaar hoeveel infrarood licht ’s nachts aanwezig is. De onderzoekers gebruiken de warmte dat wordt uitgestraald door het infrarood licht dat anders weer de ruimte ingestuurd zou worden. 

De thermo-radioactieve diode genereert elektriciteit door het infrarood licht te laten stralen in een koudere omgeving. Het verschil in temperatuur is wat uiteindelijk de elektriciteit opwekt. 

Zonkracht in de nacht
De onderzoekers zien het als een grote doorbraak en voorzien een toekomst waarin veel meer elektriciteit kan worden gewonnen uit infrarood licht. Ze vergelijken het dan ook met de eerste zonnecellen ontwikkeld door Bell Labs in 1954. Die zonnecellen hadden een efficiëntie van nauwelijks 2 procent. Maar het proof of concept was geleverd en nu liggen er op daken wereldwijd zonnepanelen met cellen die zo’n 23 procent van het zonlicht kunnen omzetten in elektriciteit. 

Michael Nielsen legt uit: We combineren kennis over het ontwerp en optimalisatie van zonnecellen met materialen die gebruikt worden in de onderzoeken rondom mid-infrared photodetectoren. Op deze manier hopen we grote stappen te kunnen maken richting de droom van zonnekracht in de nacht. 

Rode pil of blauwe pil?
Infrarood is slechts één bron van warmte die met deze techniek kan leiden tot elektriciteit. Een ander idee is om lichaamswarmte te gebruiken. Niet zodat mensen als batterijen kunnen leven in de matrix, maar om bionische apparaten van energie te voorzien. Denk bijvoorbeeld aan een kunsthart. Iets dat met normale zonkracht niet bereikt kan worden. 

R&D
De technologie heeft dus net zijn eerste kinderschoentjes aangetrokken en zal nog een decennium doorontwikkeld moeten worden in de academische wereld. Daarna zou de industrie snel moeten volgen en de ontwikkelingen verder stuwen door inzicht in de enorme potentie.