Weltweit fangen sie auf unzähligen Dächern und Flächen das Sonnenlicht ein: Solarzellen tragen mittlerweile einen beachtlichen Teil zur nachhaltigen Energieversorgung der Menschheit bei. Doch die umweltfreundliche Energiequelle hat bekanntlich einen Haken: Wie der Name schon sagt, ist die Solarenergie an die Sonne geknüpft – die Anlagen können nur tagsüber Strom liefern. Es gibt zwar Möglichkeiten, Energie zu speichern. Die Konzepte dazu belasten aber die Umwelt oder sind kostenintensiv. Wie schön wäre es da, wenn es eine der Solarzelle ähnliche Technologie für die Nacht gäbe. Eine nicht realisierbare Wunschvorstellung, könnte man meinen – doch offenbar stimmt das nicht ganz: “Unser Gerät kann tatsächlich nachts Strom erzeugen, wenn Solarzellen nicht funktionieren”, sagt Aaswath Raman von der University of California in Los Angeles.
Temperaturgefälle angezapft
Aber woher kommt die Energie? Wie Raman und seine Kollegen erklären, entsteht in der Nacht zwischen dem kalten Nachthimmel – beziehungsweise dem Weltraum – und der Erde ein Temperaturgefälle, das sich für die Energiegewinnung ausbeuten lässt. Das Prinzip: Vor allem bei klarem Himmel kann nachts Wärmestrahlung von Objekten auf der Erde intensiv in den Weltraum entweichen. Dem Himmel zugewandte Flächen können durch die teils erhebliche Strahlungskühlung sogar vereisen, währen die abgewandten Seiten vergleichsweise warm bleiben. Genau diesen Effekt haben die Forscher nun gleichsam angezapft.
Ihr Gerät besitzt ein Aluminium-überzoges Styroporgehäuse, das auf der Oberseite eine infrarotdurchlässige Abdeckung besitzt. Sie schirmt warme Luftströmungen von der schwarzen Kühlfläche des Geräts ab. Über sie gibt das System seine Energie in den kalten Nachthimmel ab. Die warme Komponente des Systems bildet ein Aluminiumblock, der mit der Umgebungsluft in Kontakt steht und somit aus ihr Wärme beziehen kann.
Beide Stücke sind über ein sogenanntes Thermoelement miteinander verbunden, dessen Funktion auf der Kopplung zweier metallischer Leiter aus unterschiedlichem Material beruht. Thermoelemente werden bereits zur elektronischen Temperaturmessung eingesetzt. Dabei wird der Effekt genutzt, dass bei einer Temperaturdifferenz entlang des elektrischen Leiters eine geringe elektrische Spannung entsteht. Diese Energie greifen die Wissenschaftler bei ihrem Gerät nun gezielt ab.
Bild: Aaswath Raman
