Kontrast između sjene i svjetla Čak i pri slabom svjetlu, ova tehnologija može napajati male elektroničke uređaje kao što su satovi ili LED-svjetiljke. Jednog dana sjene i svjetlo bi se mogli udružiti u stvaranju električne energije. Novi uređaj koristi kontrast između svijetlih točaka i sjene za stvaranje električne struje. Ta struja može napajati male elektroničke aparate poput sata ili LED-svjetla. Korištenjem sjene, “možemo prikupljati energiju bilo gdje na Zemlji, ne samo na otvorenim prostorima”, kaže Swee Ching Tan, znanstvenik za materijale koji radi na Nacionalnom sveučilištu u Singapuru. Jednom će ti generatori proizvoditi energiju u sjenovitim mjestima između nebodera, kaže on, ili čak u zatvorenim prostorima. Tan i njegov tim svoj novi uređaj nazivaju generator energije s efektom sjene. Napravili su ga oblaganjem silicija tankim slojem zlata. Silicij se često koristi u solarnim ćelijama koje proizvode električnu energiju od sunčeve svjetlosti. Elektroni su jedni od čestica koje čine atome. Oni imaju negativan električni naboj. Kao i u solarnoj ćeliji, svjetlost koja svijetli na ovom generatoru energizira elektrone u siliciju. Ti elektroni tada “uskoče” u zlato. Napon je mjera električne potencijalne energije, vrsta energije koja se odnosi na stanje objekta (a ne na njegovo kretanje). Svjetlo pojačava napon osvijetljenog metala, čineći ga višim nego u neosvijetljenom dijelu generatora. Elektroni teku od visokog do niskog napona. Dakle, razlika u razini svjetlosti stvara električnu struju. Slanje elektrona kroz strujni krug stvara protok struje koja može napajati mali uređaj. Tanov tim opisao je novi uređaj u časopisu Energija i znanost okoliša (Energy & Environmental Science). Svaki uređaj mjeri 4 centimetra dužine i 2 centimetra širine. Njegova je površina malo veća od poštanske marke. Pri slabom svjetlu osam generatora napajalo je elektronski sat. Ovi uređaji također mogu služiti kao senzori pokreta s vlastitim pogonom. Naprimjer, kad automobil igračka prođe pored njega, njegova sjena pada na generator. To stvara dovoljno električne energije za osvjetljenje LED-a.
12
ENERGIJA
Generatori energije s efektom sjene, poput ovoga, jednog bi se dana mogli koristiti za proizvodnju električne energije. Stvaraju struju koristeći razliku između osvijetljenih i sjenovitih područja. Što je veći kontrast između svjetla i tame, ti generatori mogu dati više energije.
“Ovo je kreativan način razmišljanja o tome kako možemo dobiti energiju iz svijeta koji nas okružuje”, kaže Emily Warren, kemijska inženjerka u Nacionalnom laboratoriju za obnovljive izvore energije, Golden, Colorado. “Kad god stvarate energiju, postoji razlika u nečemu”, objašnjava Warren. Voda koja pada s visokog na nisko mjesto može stvoriti energiju. Može postojati i razlika u temperaturi. Čak se i solarne ćelije oslanjaju na razliku u nekom smislu. U nekim solarnim ćelijama razlike u svojstvima materijala mogu stvarati energiju pod svjetlom. Tim je svoje generatore usporedio s komercijalnim solarnim ćelijama koje se obično koriste pod punim sunčevim svjetlom. S polovicom svakog uređaja u sjeni, generatori su proizveli otprilike dvostruko više energije po površini solarnih ćelija. No, bilo bi bolje usporediti ih sa solarnim ćelijama koje rade pri slabom svjetlu, poput silicijskih solarnih ćelija u kalkulatorima u učionici. Oni su dizajnirani za upotrebu unutarnje svjetlosti. Warren bi također željela vidjeti kako tim mjeri snagu koju uređaji prave tijekom cijelog dana. Povećavanje količine svjetla koje generatori mogu apsorbirati omogućilo bi im da bolje iskoriste sjene. Stoga tim radi na poboljšanju performansi uređaja pomoću strategija koje solarne ćelije koriste za prikupljanje svjetla. “Mnogi ljudi misle da su sjene beskorisne”, kaže Tan. Ali “sve može biti korisno, čak i sjene.” Izvor: www.sciencenewsforstudents.org Royal Society of Chemistry Snježana Krčmar
