Co to jest nanoantenna?

Nanoantenna, czyli Nantenna, jest pomysłem na rodzaj ogniwa słonecznego, który zamiast wykorzystać światło widzialne w celu stworzenia energii elektrycznej, wykorzystuje promieniowanie podczerwieni, które często uważa się za ciepło i istnieje poza widocznym zasięgiem dla ludzi. Światło podczerwieni jest emitowane przez samą Ziemi i szeroki wachlarz procesów przemysłowych jako energia odpadów, na przykład z elektrowni węglowych. Jedna wersja nanoantenny ma kształt mikroskopowo małego złotego kwadratu lub spiralnej metalowej drutu około 1/25 ^{th średnica ludzkich włosów, która jest osadzona w elastycznym arkuszu z tworzywa sztucznego polietylenu. Metale, takie jak mangan i miedź, były również zbadane dla nanoantenny, aw badaniach od 2008 r. Urządzenia wykazały, że urządzenia są tak wysokie, jak 92% wydajne w konwersji częstotliwości światła w podczerwieni, które wychwytują w energię elektryczną.}

promieniowanie słoneczne obejmuje szerokie spektrumpoza widocznym zakresem światła. Szacuje się, że 44% światła emitowanego przez słońce jest widoczne z 7% w zakresie ultrafioletowym i 49% w zakresie podczerwieni. Kiedy światło widzialne wpływa na powierzchnię Ziemi lub jej atmosferę, traci wiele energii w tym procesie, a większość z nich jest później emitowana w przestrzeni jako dłuższą długość falową. Zdobycie tej energii za pomocą układu nanoantenny może służyć dwóch ważnych celach. Energia można wykorzystać do zasilania wielu urządzeń elektronicznych, a także można ją odciągnąć od urządzeń takich jak serwery komputerowe i inne maszyny, aby zachować chłodzenie i działanie.

Jednym z ograniczeń obecnych projektów nanoantennach, które mogą jednak ograniczać produkcję systemu macierzy nanoantenny na pewien czas, jest charakter oscylowania światła w podczerwieni przy wysokich częstotliwościach. To sprawia, że ​​konieczne jest zbudowanie prostowników w system, który przekonwertuje przemienne sygnały prądu (AC) na D na DMoc prądu irect (DC). Porównywalny prostownik do pracy z nanoantenną musiałby zostać zmniejszony o czynnik 1000 z obecnych modeli, które istnieją na rynku od 2011 r., Aby funkcjonować skutecznie, a technologia ta nie została jeszcze opracowana. Alternatywnym podejściem byłoby utworzenie samej anteny naprawczej, która byłaby połączeniem nanoantenny i nano-receptury, i która naturalnie reguluje częstotliwości podczerwieni.

Zalety tworzenia nanoskopowych składników ogniw słonecznych nad tradycyjnymi silikonowymi ogniwami słonecznymi waflowymi mogą sprawić, że są rewolucyjnym skokiem do przodu. Ich wydajność w konwersji światła jest znacznie wyższa niż standardowe fotowoltaiczne ogniwa słoneczne, które wahają się tylko do około 15% dla wersji detalicznych od 2011 roku. Komórki słoneczne nanoantenna można skonfigurować w celu przechwytywania określonych długości fali światła w podczerwieni i można je umieścić po obu stronach panelu, aby przechwycić dwie różne długości fali z każdej strony jednocześnie.

być może jeden zNajważniejsze postępy w stosunku do tradycyjnej technologii ogniw słonecznych jest jednak to, że funkcjonalne elementy nantenny są na tyle małe, że tablice urządzeń mogłyby być osadzone w elastycznej plastikowej prześcieradle. Ta blacha można następnie rozciągnąć nad szeroką gamą nieregularnych powierzchni lub urządzeń elektronicznych. W zakładzie badawczym w Idaho National Laboratory (INL) w USA, arkusze nanoantenny z kwadratami o szerokości około 3 cali na 3 cale (7,6 na 7,6 centymetra), że każda z nich zawiera około 260 000 000 Nantenna każda, a rolki znacznie większych arkuszy są możliwe.

.