“เราสร้างอุปกรณ์ตัวแรกที่ในวันข้างหน้าจะสามารถผลิตพลังงานและประหยัดพลังงานในสถานที่เดียวกันและเวลาเดียวกันด้วยการควบคุมคุณสมบัติสองประการของแสงที่แตกต่างกันอย่างมาก” Fan กล่าว
อุปกรณ์ไฮบริดของ Fan มีลักษณะเป็นเหมือนแผ่นโซลาร์เซลล์ 2 ชั้น ชั้นบนที่สัมผัสกับแสงอาทิตย์ประกอบด้วยวัสดุสารกึ่งตัวนำแบบเดียวกับที่ใช้ในแผ่นโซลาร์เซลล์บนหลังคา ส่วนชั้นล่างทำจากวัสดุที่เปลี่ยนความร้อนของอาคารไปเป็นแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นเฉพาะซึ่งสามารถแผ่รังสีผ่านชั้นบรรยากาศไปสู่อวกาศได้โดยตรง
ปกติแล้วชั้นบรรยากาศของโลกเปรียบเสมือนผ้าห่มผืนใหญ่ที่คลุมอยู่รอบโลก ผ้าห่มนี้จะป้องกันไม่ให้ความร้อนออกไปสู่อวกาศที่เยือกเย็นได้ง่ายๆ แต่ผ้าห่มมีรูเล็กๆอยู่และแสงอินฟราเรดที่ความยาวคลื่นเฉพาะเท่านั้นสามารถเล็ดลอดผ่านรูนั้นออกไปได้
ทีมวิจัยได้สร้างอุปกรณ์ต้นแบบเพื่อการทดสอบแนวคิดมีขนาดเท่าแผ่นซีดีติดตั้งบนหลังคาอาคารที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด แล้ววัดอุณหภูมิของชั้นบนกับชั้นล่างของอุปกรณ์เปรียบเทียบกับอุณหภูมิของอากาศ ผลปรากฏว่าที่ชั้นบนซึ่งดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์มีอุณหภูมิสูงกว่าอากาศโดยรอบ 24° C ขณะที่ชั้นล่างซึ่งเป็นชั้นระบายความร้อนมีอุณหภูมิต่ำกว่าอากาศโดยรอบถึง 29° C ซึ่งนั่นแสดงว่าความร้อนแผ่ขึ้นจากชั้นล่างผ่านชั้นบนไปสู่อวกาศ
แต่การทดสอบครั้งนี้ยังไม่ได้ทดสอบในเรื่องการผลิตไฟฟ้าเพราะว่าชั้นบนของอุปกรณ์ต้นแบบนี้ไม่มีฟอยล์โลหะซึ่งตามปกติจะมีอยู่ในแผ่นโซลาร์เซลล์ เนื่องจากฟอยล์โลหะเป็นตัวป้องกันไม่ให้แสงอินฟราเรดหนีออกไปได้ ทีมวิจัยกำลังออกแบบโซลาร์เซลล์ที่ไม่จำเป็นต้องมีฟอยล์โลหะเพื่อให้อุปกรณ์นี้ผลิตไฟฟ้าได้พร้อมกับระบายความร้อนของอาคารตามที่ตั้งเป้าเอาไว้ซึ่งพวกเขามั่นใจว่าจะสามารถทำได้สำเร็จ และเมื่อถึงตอนนั้นมันจะเป็นการปฏิวัติวงการโซลาร์เซลล์บนหลังคาได้เลย
ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งกำเนิดของความร้อนตามธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบสำหรับมนุษย์ที่อาศัยบนโลกมาเนิ่นนาน ในอนาคตเราอาจใช้อวกาศเป็นแหล่งระบายความร้อนตามธรรมชาติที่สมบูรณ์แบบสำหรับพวกเราก็เป็นได้
ข้อมูลและภาพจาก stanford.edu, sciencealert