nanoantenna

Een nanoantenna of nAntennekabel is een idee voor een type zonnecel dat in plaats van gebruik te maken van zichtbaar licht om elektriciteit op te wekken, maakt gebruik van infrarode straling die vaak wordt gezien als warmte en bestaat voorbij het zichtbare bereik voor de mens. Infrarood licht wordt uitgezonden door de aarde zelf en een breed scala van industriële processen als energieverspilling, zoals van kolengestookte energiecentrales. Eén versie van de nanoantenna neemt de vorm van een microscopisch kleine gouden vierkant of spiraal van metaaldraad ongeveer 1/25 ste van de diameter van een menselijke haar, dat is ingebed in een flexibele polyethyleen plastic vel. Metalen zoals mangaan en koper zijn ook bestudeerd voor de nanoantenna en in onderzoek van 2008, zijn de inrichtingen getoond als hoog als 92% efficiënt in het omzetten van de frequenties van infrarood licht dat ze vangen in elektrische energie zijn.

Zonnestraling bestrijkt een breed spectrum buiten het zichtbare bereik van het licht. Geschat wordt dat 44% van het licht uitgezonden door de zon zichtbaar met 7% in het ultraviolette gebied en 49% in het infrarode bereik. Wanneer zichtbaar licht effecten met het oppervlak van de aarde of de sfeer, het verliest veel van zijn energie in het proces en de meeste van deze is later uitgezonden terug de ruimte in als langere golflengte infrarode straling. Het vastleggen van deze energie met behulp van een nanoantenna scala twee belangrijke doelen kunnen dienen. De energie kan worden gebruikt voor het aandrijven van een groot aantal elektronische apparaten, en het kan ook uit de buurt van apparatuur zoals computer servers en andere machines worden getrokken om het koel en efficiënt draaiende te houden.

Een van de beperkingen in de huidige nanoantenna ontwerpen echter dat de productie van een nanoantenna matrix voor enige tijd te komen, kunnen beperken, is de aard van infrarood licht te oscilleren bij hoge frequenties. Dit maakt het noodzakelijk gelijkrichters bouwen in het systeem te verbouwen wisselstroom (AC) infraroodsignalen (DC) vermogen leiden. Een vergelijkbare gelijkrichter te werken met een nanoantenna zou naar beneden worden geschaald met een factor 1000 van de huidige modellen bestaan ​​op de markt 2011 om effectief te functioneren, en deze technologie is nog niet ontwikkeld. Een alternatieve benadering zou zijn om een ​​rectificatie antenne zelf, dat een combinatie van een nanoantenna en nano-gelijkrichter zou maken, en die op natuurlijke wijze regelen infrarode frequenties.

De voordelen van het creëren van nanoscopic-sized zonnecel componenten ten opzichte van traditionele silicium wafer zonnecellen kunnen ze een revolutionaire sprong voorwaarts te maken. Hun rendement bij het omzetten van licht veel hoger dan standaard zonnecellen die variëren tot slechts ongeveer 15% voor detailhandelsversies vanaf 2011 A nanoantenna zonnecel kan worden geconfigureerd voor specifieke golflengten van infrarood licht te vangen en aan beide zijden kan worden geplaatst een panel van twee verschillende golflengten gelijktijdig vastleggen van elke kant.

Misschien is een van de meest belangrijke vooruitgang ten opzichte van traditionele zonnecellen is echter dat de functionele componenten van een nAntennekabel zijn klein genoeg dat arrays van de inrichtingen kan worden ingebed in flexibele kunststoffolie. Deze folie kan vervolgens worden uitgerekt over een groot aantal onregelmatige oppervlakken of elektronische apparaten. In een onderzoeksfaciliteit in het Idaho National Laboratory (INL) in de VS, hebben vellen nanoantenna met vierkanten ongeveer 3 cm bij 3 cm breed (7,6 met 7,6 centimeter) al gemaakt dat elk bevatten ongeveer 260.000.000 nAntennekabel elk, en rollen van veel grotere vellen mogelijk.