O que é uma nanoantena?
Uma nanoantena, ou Nantenna, é uma idéia para um tipo de célula solar que, em vez de aproveitar a luz visível para criar eletricidade, utiliza a radiação infravermelha que geralmente é pensada como calor e existe além da faixa visível para os seres humanos. A luz infravermelha é emitida pela própria Terra e uma grande variedade de processos industriais como energia desperdiçada, como de usinas a carvão. Uma versão da nanoantena assume a forma de um quadrado de ouro microscopicamente pequeno ou uma espiral de fio de metal a cerca de 1/25 o diâmetro de um cabelo humano incorporado em uma folha de plástico de polietileno flexível. Metais como manganês e cobre também foram estudados para a nanontena e, em pesquisas em 2008, os dispositivos demonstraram ser tão eficientes quanto 92% na conversão das frequências de luz infravermelha que capturam em energia elétrica.
A radiação solar abrange um amplo espectroalém da faixa visível de luz. Estima -se que 44% da luz emitida pelo Sol seja visível com 7% na faixa ultravioleta e 49% na faixa de infravermelho. Quando a luz visível afeta a superfície da Terra ou sua atmosfera, ela perde grande parte de sua energia no processo e a maior parte disso é posteriormente emitida de volta ao espaço, à medida que a radiação infravermelha de comprimento de onda mais longa. Capturar essa energia usando uma matriz de nanoantenna pode servir a dois propósitos importantes. A energia pode ser usada para alimentar vários dispositivos eletrônicos, e também pode ser retirada de equipamentos como servidores de computador e outras máquinas para mantê -lo fresco e funcionando com eficiência.
Uma das limitações nos projetos atuais de nanoantenna, no entanto, que pode limitar a produção de um sistema de matriz de nanoantenna por algum tempo, é a natureza da luz infravermelha para oscilar em altas frequências. Isso torna necessário construir retificadores no sistema que converteriam sinais infravermelhos de corrente alternada (AC) para D para DPower de corrente (DC). Um retificador comparável para trabalhar com uma nanoantena teria que ser reduzido por um fator de 1.000 dos modelos atuais que existem no mercado a partir de 2011 para funcionar de maneira eficaz, e essa tecnologia ainda não foi desenvolvida. Uma abordagem alternativa seria criar uma própria antena retificadora, que seria uma combinação de uma nanoantena e nano-retificadora, e que naturalmente regular as frequências infravermelhas.
As vantagens de criar componentes de células solares de tamanho nanoscópico sobre as células solares tradicionais de wafer de silício podem torná-las um salto revolucionário para a frente. Sua eficiência na conversão da luz é muito maior que as células solares fotovoltaicas padrão que variam de até apenas 15% para as versões de varejo a partir de 2011. Uma célula solar de nanontenna poderia ser configurada para capturar comprimentos de onda específicos da luz infravermelha e podem ser colocados em ambos os lados de um painel para capturar dois comprimentos de onda diferentes de cada lado simultaneamente.
talvez um doe os avanços mais importantes sobre a tecnologia tradicional de células solares, no entanto, é que os componentes funcionais de uma nantena são pequenos o suficiente para que matrizes de dispositivos possam ser incorporados em folhas de plástico flexíveis. Essa folha pode ser esticada sobre uma ampla variedade de superfícies irregulares ou dispositivos eletrônicos. Em uma instalação de pesquisa no Laboratório Nacional de Idaho (INL) nos EUA, folhas de nanontenna com quadrados cerca de 3 polegadas por 3 polegadas de largura (7,6 por 7,6 centímetros) já foram criadas, cada uma de cerca de 260.000.000 de nantenna cada, e rolos de lençóis muito maiores são possíveis.