Co je nanoantenna?

Nanoantenna, neboli Nantenna, je nápad pro typ solárních článků, který místo využití viditelného světla pro vytváření elektřiny využívá infračervené záření, které se často považuje za teplo a existuje za viditelným rozsahem pro lidi. Infračervené světlo je emitováno samotnou Zemi a širokou škálou průmyslových procesů jako odpadní energie, například z uhelných elektráren. Jedna verze nanoantenny vezme tvar mikroskopicky malého zlatého čtverce nebo spirály kovového drátu asi 1/25 ^th průměr lidských vlasů, který je zabudován do flexibilního polyethylenového plastového fólií. Kovy, jako je mangan a měď, byly také studovány pro nanoantennu a ve výzkumu od roku 2008 se ukázalo, že zařízení jsou až 92% účinná při přeměně frekvencí infračerveného světla, které zachycují na elektrickou energii.

Solární záření zahrnuje široké spektrumZa viditelným rozsahem světla. Odhaduje se, že 44% světla emitovaného sluncem je viditelné se 7% v rozsahu ultrafialu a 49% v infračerveném rozmezí. Když viditelné dopady na světlo s povrchem Země nebo jeho atmosféry ztratí velkou část své energie v procesu a většina z toho je později emitována zpět do vesmíru jako delší infračervené záření vlnové délky. Zachycení této energie pomocí pole Nanoantenna by mohlo sloužit dvěma důležitým účelům. Energie by mohla být použita k napájení četných elektronických zařízení a mohla by být také odtahována od zařízení, jako jsou počítačové servery a jiné stroje, aby byla v pohodě a efektivně v provozu.

Jedním z omezení v současných návrzích nanoantenny, které však může omezit produkci systému nanoantenna po určitou dobu, je povaha infračerveného světla k oscilaci při vysokých frekvencích. Díky tomu je nutné sestavit usměrňovače do systému, který by přeměnil střídavé proudové (AC) infračervené signály na dIrect Current (DC) Power. Srovnatelný usměrňovač pro práci s Nanoantenna by musel být zmenšen faktorem 1 000 ze současných modelů, které na trhu existují od roku 2011, aby efektivně fungovaly, a tato technologie dosud nebyla vyvinuta. Alternativním přístupem by bylo vytvoření samotné rektikční antény, která by byla kombinací nanoantenny a nano-rektifikátoru a která by přirozeně regulovala infračervené frekvence.

Výhody vytváření nanoskopických komponent solárních článků nad tradičními solárními buňkami křemíku z nich mohou činit revoluční skok vpřed. Jejich účinnost při přeměně světla je mnohem vyšší než standardní fotovoltaické solární články, které se od roku 2011 pohybují až asi 15% pro maloobchodní verze. Nanoantenna solární článek by mohla být nakonfigurována tak, aby zachytila ​​specifické vlnové délky infračerveného světla a mohly být umístěny na obou stranách panelu, aby zachytily dvě různé vlnové délky z každé strany ze strany obou stran.

možná jeden z thNejdůležitější pokroky oproti tradiční technologii solárních článků je však to, že funkční komponenty Nantenny jsou dostatečně malé, aby pole zařízení mohla být zabudována do flexibilní plastové fólie. Tento plech by pak mohl být natažen přes širokou škálu nepravidelných povrchů nebo elektronických zařízení. Ve výzkumném zařízení v národní laboratoři Idaho (INL) v USA byly listy nanoantenny s čtvercemi asi 3 palce o 3 palce široké (7,6 x 7,6 centimetrů) již byly vytvořeny, že každá obsahuje asi 260 000 000 nantenny a je možné role mnohem větších listů.