Một trong những vấn đề với pin Mặt Trời là chúng không thể tạo ra điện vào ban đêm. Thay vào đó, chúng thường chỉ có thể tích điện đã tạo ra trong suốt cả ngày. Tất nhiên cách vận hành này khá hiệu quả nhưng nếu chúng ta có thể tạo ra các tấm pin có thể tạo ra điện vào ban đêm thì sao? Điều đó hoàn toàn có thể và cách nó hoạt động có thể khiến bạn ngạc nhiên.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học California cho biết, nếu bạn muốn tạo ra một tấm pin hoạt động vào ban đêm, bạn sẽ cần phải tạo ra cơ chế vận hành hoàn toàn ngược so với pin Mặt Trời. Nó có thể coi như một tấm pin chống lại ánh sáng Mặt Trời vậy.
Các tấm pin năng lượng Mặt Trời có nhiệt độ thấp hơn nên nó có khả năng hấp thụ ánh sáng Mặt Trời và biến nó thành điện năng. Trong khi đó, không gian ngoài Trái Đất rất lạnh. Do đó nếu bạn có thể hướng tấm pin về phía nó, tấm pin có thể tỏa nhiệt dưới dạng ánh sáng hồng ngoại. Nếu biết cách nắm bắt nguồn nhiệt đó, chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra điện năng.
Theo tuyên bố của nhóm nghiên cứu, những tấm pin này có thể tạo ra được khoảng 1/4 lượng điện vào ban đêm mà một tấm pin Mặt Trời bình thường tạo ra vào ban ngày.
Jeremy Munday, giáo sư khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính tại Đại học California đồng thời là tác giả nghiên cứu cho biết, tấm pin Mặt Trời hay pin cản ánh sáng Mặt Trời thực chất chỉ là những "động cơ nhiệt".
Munday chia sẻ: "Bạn có năng lượng nhiệt từ Mặt Trời truyền tới Trái Đất và pin năng lượng Mặt Trời sẽ thu lấy năng lượng đó. Vì vậy về cơ bản, bạn cần hai vật thể có nhiệt độ khác nhau và một số cách để chuyển đổi nguồn năng lượng đó. Những gì mà thiết bị này vận hành vào ban đêm cũng tương tự như vậy. Chúng ta cần một cơ thể nóng như Trái Đất và một cơ thể lạnh như không gian vũ trụ. Vì sức nóng lan truyền từ Trái Đất ra ngoài không gian. Do đó chúng ta có thể lấy nguồn nhiệt đó và chuyển đổi nó thành điện năng".
Hệ thống này sử dụng pin bức xạ nhiệt để tạo ra điện, trái ngược với pin quang điện sử dụng trên các tấm pin năng lượng Mặt Trời. Trong đó một tấm pin Mặt Trời thường được làm bằng silicon, vật liệu rất hiệu quả để hấp thụ ánh sáng nằm trong quang phổ có thể nhìn thấy.
Trong khi đó với tấm pin này, nó phải làm từ một vật liệu nào đó giúp thu ánh sáng có bước sóng dài. Hiện tại Munday đang xem xét có nên sử dụng các hợp kim thủy ngân để chế tạo loại pin nhiệt điện này hay không. Nhóm nghiên cứu của Mundy cũng đang phát triển các nguyên mẫu đầu tiên của loại pin hoạt động vào ban đêm.
Đây không phải lần đầu các nhà khoa học nghĩ về một tấm pin có thể hoạt động ngay cả vào ban đêm.
Hồi tháng 11, các nhà khoa học tại Đại học Stanford đã đăng tải một nghiên cứu trên tạp chí Jouele về một loại pin nhiệt điện có thể bức xạ nhiệt ra ngoài không gian để tạo ra điện.
Không giống các loại pin nhiệt điện truyền thống khác, thiết bị của các nhà khoa học kết hợp mặt lạnh của mô-đun nhiệt điện với bề mặt hướng lên trời. Thiết bị sẽ bức xạ nhiệt độ vào không gian lạnh lẽo và lấy nhiệt lượng từ không khí xung quanh, từ đó tạo ra điện năng.
Hệ thống pin năng lượng Mặt Trời đã có những cải tiến mạnh mẽ trong nhiều năm qua để đáp ứng nhu cầu năng lượng. Tuy nhiên nếu chúng ta có thể tạo ra một hệ thống sản xuất năng lượng sạch liên tục 24 giờ/ngày, chúng ta có thể tạo ra đươc nhiều điện năng hơn, đồng thời lưu trữ cho nhiều mục đích khác nhau, đề phòng trường hợp khẩn cấp cần dùng tới.
Nghiên cứu đã được đăng tải trên tạp chí ACS Photonics mới đây.