Co to jest nanoantenna?

Nanoantenna lub Nantenna jest pomysłem na rodzaj ogniwa słonecznego, który zamiast wykorzystać światło widzialne do tworzenia 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 nanoantenna ma kształt mikroskopowo małego złotego kwadratu lub spiralnej metalowej drutu około 1/25 ^TH Średnica ludzkich włosów, która jest osadzona w elastycznym plastiku polietylenowym arkuszu.Metale, takie jak mangan i miedź, zostały 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 spektrum poza 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 może być wykorzystana do zasilania wielu urządzeń elektronicznych, a także można ją odciągnąć od urządzeń takich jak serwery komputerowe i inne maszyny, aby zachować chłodzenie i działanie wydajnie.

Jedno z ograniczeń obecnych konstrukcji nanoantenna, które mogą ograniczyć jednak ograniczenieProdukcja systemu macierzy nanoantenu na jakiś czas jest naturą światła w podczerwieni do oscylacji przy wysokich częstotliwościach.To sprawia, że konieczne jest zbudowanie prostowników w system, który przekształciłby naprzemienne sygnały prądu (AC) na zasilanie prądu stałego (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-rektifieru i która naturalnie reguluje częstotliwości podczerwieni.

Zalety tworzenia nanoskopowych komponentów ogniw słonecznych nad tradycyjnymi silikonowymi waflami słonecznymiKomórki mogą sprawić, że rewolucyjny skok naprzód.Ich wydajność w konwersji światła jest znacznie wyższa niż standardowe fotowoltaiczne ogniwa słoneczne, które wahają się tylko do około 15% dla wersji detalicznych na dzień 2011 r. Nanoantenna ogniwa słoneczne można skonfigurować do przechwytywania określonych długości fali światła podczerwieni i można je umieścić po obu stronach ofPanel do przechwytywania dwóch różnych długości fali z każdej strony jednocześnie.

Być może jednym z najważniejszych postępów w zakresie tradycyjnej technologii ogniw słonecznych jest jednak to, że funkcjonalne elementy nantenny są na tyle małe, że tablice urządzeń mogłyby być osadzone w elastycznej plastikowej arkuszu.Ta blacha można następnie rozciągnąć nad szeroką gamą nieregularnych powierzchni lub urządzeń elektronicznych.W zakładzie badawczym w Idaho National Laboratory (INL) w USA utworzono już arkusze nanoantenny z kwadratami o szerokości około 3 cali na 3 cale (7,6 na 7,6 centymetrów), że każda z nich zawiera około 260 000 000 nantenna i dużo dużo.Możliwe są większe arkusze.