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La energía solar sin paneles


15 abr 11. ANN ARBOR, Michigan- Un espectacular y sorprendente efecto magnético de la luz descubierto por investigadores de la Universidad de Michigan podría conducir a la energía solar sin las células solares tradicionales basadas ​​en semiconductores.

Los investigadores encontraron una manera de hacer una batería de óptica, dijo Stephen Rand, un profesor de los departamentos de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, Física y Física Aplicada.

Este proceso anuló uno de los principios seculares de la física.

"Usted puede mirar las ecuaciones de movimiento todo el día y no verá esta posibilidad. A todos nos han enseñado que esto no sucede", dijo Rand, autor de un documento sobre el trabajo publicado en el Diario de Física Aplicada. Es una interacción muy extraña. Es por eso que se ha pasado por alto por más de 100 años.

La luz tiene componentes eléctricos y magnéticos. Hasta ahora, los científicos pensaban que los efectos del campo magnético eran tan débiles que no podían ser ignorados. Rand y sus colegas encontraron que a la intensidad adecuada, cuando la luz viaja a través de un material que no conduce la electricidad, el campo de luz puede generar efectos magnéticos que son 100 millones de veces más fuerte de lo previsto.

En estas circunstancias, los efectos magnéticos pueden desarrollar la fuerza equivalente a un efecto eléctrico fuerte. "Esto podría conducir a un nuevo tipo de célula solar sin semiconductores y sin absorción para producir separación de cargas", dijo Rand.


En las células solares, la luz entra en un material, se absorbe y produce calor. En este caso, esperamos tener una carga de fuego muy baja. En lugar de la luz que es absorbida, la energía se almacena en el momento magnético. Esta magnetización intensa puede ser inducida por la luz intensa y, a continuación, en definitiva, capaces de proporcionar una fuente de energía capacitiva.

"Lo que hace esto posible es una marca previamente no detectada de rectificación óptica", dice William Fisher, un estudiante de doctorado en física aplicada. En la rectificación óptica tradicional, el campo eléctrico de la luz provoca una separación de carga, o una separación de tracción de las cargas positivas y negativas en un material. Esto crea una tensión, similar a la de una batería. Este efecto eléctrico había sido detectado únicamente en los materiales cristalinos que poseían una cierta simetría.

Rand y Fisher encontraron que bajo las circunstancias adecuadas y en otros tipos de materiales, el campo magnético de la luz también puede crear rectificación óptica.

"Resulta que el campo magnético se inicia en la curva de electrones en forma de C y se mueve hacia adelante un poco de tiempo cada uno", dijo Fisher. "Esa forma de C de movimiento de carga genera tanto un dipolo eléctrico como un dipolo magnético. Si somos capaces de crear muchos de ellos en una fila de una fibra larga, podemos hacer una gran tensión y por la extracción que la tensión, se puede utilizar como una fuente de energía".

"La luz debe brillar a través de materiales que no conducen la electricidad, tales como el vidrio. Y debe ser enfocada a una intensidad de 10 millones de vatios por centímetro cuadrado. La luz del sol no es tan intensa por su cuenta, pero los nuevos materiales se están buscando que el trabajo con menores intensidades", dijo Fisher.

"En nuestro trabajo más reciente, se muestra que la luz incoherente como la luz del sol en teoría es casi tan eficaz en la producción de separación de cargas como la luz láser", dijo Fisher.

Esta nueva técnica podría hacer que la energía solar sea más barata, según los investigadores. Ellos predicen que con la mejora de materiales se podría alcanzar el 10 por ciento de eficiencia en la conversión de energía solar en energía utilizable. Eso es equivalente a las células de grado comercial de hoy en día.

"Para la fabricación de células solares modernas, se tiene que hacer un procesamiento de semiconductores amplio", dijo Fisher. "Todo lo que necesita son lentes para enfocar la luz y una fibra para guiarlo. Cristalería para ambos. Ya está a granel, y no requiere el procesamiento de mucho. La cerámica transparente podría ser aún mejor".

En los experimentos de este verano, los investigadores trabajarán en el aprovechamiento de esta energía con luz láser, y luego con la luz del sol.

El documento se titula "ópticamente inducidos por separación de cargas y la emisión de terahertz en dieléctricos imparciales". La universidad está llevando a cabo la protección de patentes para la propiedad intelectual.


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