Hvad er en Nanoantenna?
En nanoantenna eller nAntennekabel, er en idé til en type solcelle der, i stedet for at udnytte synligt lys til at skabe elektricitet, gør brug af infrarød stråling, der ofte opfattes som varme og eksisterer ud over det synlige område for mennesker. Infrarødt lys udsendes af jorden selv og en bred vifte af industrielle processer som affaldsenergi, f.eks. Fra kulfyrede kraftværker. En version af nanoantenna har formen af et mikroskopisk lille guld firkant eller spiral af metaltråd omkring 1/25 th diameter af et menneskehår, der er indlejret i en fleksibel polyethylenplastplade. Metaller såsom mangan og kobber er også blevet undersøgt for nanoantenna, og i forskning fra 2008, er indretningerne vist sig at være så høj som 92% effektive til at omdanne frekvenserne af infrarødt lys, som de fange til elektrisk energi.
Solstråling spænder over et bredt spektrum ud over det synlige lysområde. Det anslås, at 44% af det lys, der udsendes af solen, er synligt med 7% i det ultraviolette område og 49% i det infrarøde område. Når synligt lys påvirker jordoverfladen eller dens atmosfære, mister det meget af sin energi i processen, og det meste af dette udsendes senere tilbage i rummet som længere bølgelængde infrarød stråling. At fange denne energi ved hjælp af en nanoantenna-matrix kunne tjene to vigtige formål. Energien kan bruges til at drive adskillige elektroniske enheder, og den kunne også trækkes væk fra udstyr som computerservere og andre maskiner for at holde det køligt og køre effektivt.
En af begrænsningerne i nuværende nanoantenna-design, som dog kan begrænse produktionen af et nanoantenna-array-system i nogen tid fremover, er arten af infrarødt lys til at svinge ved høje frekvenser. Dette gør det nødvendigt at opbygge ensrettere i systemet, der konverterer vekselstrøm (AC) infrarøde signaler til jævnstrøm (DC). En sammenlignelig ensretter til at arbejde med en nanoantenna ville skulle nedskaleres med en faktor på 1.000 fra nuværende modeller, der findes på markedet fra 2011 for at fungere effektivt, og denne teknologi er endnu ikke udviklet. En alternativ fremgangsmåde ville være at skabe en ensrettet antenne, som ville være en kombination af en nanoantenna og en nano-ensretter, og som naturligvis ville regulere infrarøde frekvenser.
Fordelene ved at skabe solcellekomponenter i nanoskopisk størrelse i forhold til traditionelle siliciumskiver solceller kan gøre dem til et revolutionerende spring fremad. Deres effektivitet ved at konvertere lys er meget højere end standard fotovoltaiske solceller, der strækker sig op til kun ca. 15% for detailversioner fra 2011. En nanoantenna-solcelle kunne konfigureres til at fange specifikke bølgelængder af infrarødt lys og kunne placeres på begge sider af et panel til at fange to forskellige bølgelængder fra hver side samtidigt.
Måske en af de vigtigste fremskridt i forhold til traditionel solcelleteknologi er imidlertid, at de funktionelle komponenter i en nantenna er små nok til, at matriser af enhederne kan indlejres i fleksibelt plastfolie. Dette ark kunne derefter strækkes over en lang række uregelmæssige overflader eller elektroniske enheder. I en forskningsfacilitet ved Idaho National Laboratory (INL) i USA er der allerede oprettet ark med nanoantenna med firkanter på cirka 3 inches x 3 inches bred (7,6 x 7,6 centimeter), som hver indeholder ca. 260.000.000 nantenna hver og ruller med meget større ark er mulige.