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L'energia solare senza celle solari: un effetto magnetico "nascosto" della luce potrebbe renderlo possibile

15 aprile 2011 da Redazione

Un importante e sorprendente effetto magnetico della luce, scoperto da ricercatori dell'Università del Michigan, potrebbe portare ad energia solare senza la "tradizionale" tecnologia basata su celle solari a semiconduttori.

I ricercatori hanno trovato un modo per produrre una "batteria ottica", ha dichiarato Stephen Rand, docente nei dipartimenti di Ingegneria Elettrica e Informatica, Fisica e Fisica Applicata dell'Università del Michigan.

La luce ha 2 componenti, quella elettrica e quella magnetica. Finora, gli scienziati pensavano che gli effetti del campo magnetico fossero talmente deboli da poter essere ignorati del tutto.
Invece, ciò che Rand e i suoi colleghi hanno scoperto è che con la giusta intensità, quando la luce "viaggia" attraverso un materiale che non conduce l'elettricità, il campo di luce può generare effetti magnetici, che sono 100 milioni di volte più forti di quanto precedentemente previsto!
In queste circostanze gli effetti magnetici possono sviluppare una forza equivalente ad un potente effetto elettrico.

"Questo potrebbe portare ad un nuovo tipo di cella solare senza semiconduttori e senza assorbimento per produrre la separazione di carica", ha dichiarato Rand. "Nelle celle solari, la luce entra in un materiale, viene assorbita e crea calore.
Qui, invece, ci aspettiamo di avere un carico termico molto basso.
Invece di essere assorbita, la luce viene immagazzinata sotto forma di momento magnetico!
"Un'intensa magnetizzazione può essere indotta da una luce intensa e quindi, in definitiva, è in grado di fornire una fonte di energia capacitiva".

Ciò che rende questo possibile è una caratteristica non rilevata in precedenza di "rettifica ottica", dice William Fisher, uno studente di dottorato in fisica applicata. Nella tradizionale rettifica ottica, il campo elettrico della luce provoca una separazione di carica, o un distanziamento tra le cariche positive e quelle negative in un materiale. Questo crea una tensione, simile a quella di una batteria. Questo effetto elettrico era stato precedentemente rilevato solo in materiali cristallini che possedevano, quindi, una certa simmetria.

Rand e Fisher hanno scoperto che, nelle giuste circostanze e in altri tipi di materiali, il campo magnetico della luce è capace di creare rettifica ottica.

Fisher: "abbiamo scoperto che il campo magnetico inizialmente curva gli elettroni in una forma a C, dove essi muovono in avanti in modo alternato".
"Quel movimento con forma a C della carica genera sia un dipolo elettrico che un dipolo magnetico. Se riuscissimo a creare molte di questi dipoli lungo una linea, in una fibra di vetro lunga, potremmo produrre una enorme tensione ed estrarla per utilizzarla come fonte di energia. "

La luce necessaria a produrre questo fenomeno deve essere molto intensa e deve attraversare un materiale che non conduce l'elettricità, come il vetro. Per fare ciò deve essere focalizzata ad un'intensità di 10 milioni di watt per centimetro quadrato. Luce solare non ha questa intensa di per sé, ma siamo fiduciosi di riuscire a produrre nuovi materiali in grado di funzionare con intensità di luce più bassa, dice Fisher.

"Nella nostra ultima pubblicazione si dimostra che la luce incoerente, come la luce solare, è teoricamente quasi altrettanto efficace nel produrre separazione di carica che la luce laser", aggiunge Fisher.

Questa nuova tecnica potrebbe rendere l'energia solare più economica, dicono i ricercatori. Essi prevedono che con materiali migliori si potrebbe raggiungere il 10 per cento di efficienza nella conversione dell'energia solare in energia utilizzabile. Cioè nella percentuale equivalente delle celle solari in commercio oggi.

"Per fabbricare celle solari moderne, si devono affrontare svariati processi di lavorazione dei semiconduttori", dice Fisher. "Per focalizzare la luce avremo bisogno di lenti e di fibre di vetro. Vetro per entrambi. E questo non richiederebbe una grande elaborazione. Basterebbe una ceramica trasparente, ad esempio, per produrre l'intero sistema di generazione elettrica.

Sono previsti ulteriori esperimenti per questa estate, in cui i ricercatori lavoreranno a sfruttare questo potere, prima con la luce laser, e poi con la luce solare.

Il documento del lavoro è intitolato "Optically-induced charge separation and terahertz emission in unbiased dielectrics".

http://stirling-westrup-tt.blogspot...separation.html

Beh, se ci mettono i bastoni fra le ruote per il FV tradizionale con un rendimento di sistema del 10% e prezzi da 3 €/Wp, a questi gli sparano direttamente ... :(