Научници у САД су по први пут направили соларне енергије колектор помоћу угљеника наноцеви које могу изравно претворити оптички светлост у на једносмерну струју. Надамо се ове оптичке рецтеннас можда једног дана буду основа технологије, као што су силицијум соларне ћелије.
Оптички рецтенна, која претвара оптичку светлост у струју, први пут је предвидео пре 40 година © Природа нанотехнологија *Nature Nanotechnology*
Прво као теоретски практичан начин претварања видљиве светлости у електричну енергију Роберт Баилеи 1972., оптички рецтенна је такође познат као поправљачки антене. Баратунде Кола из Георге Воодруфф Машинском факултету у Грузији Институте оф Тецхнологи, који је водио тим који је развио рецтенна, каже да је уређај "комбинација антене и диода".
Антена прикупља електромагнетно зрачење, претвара сигнал у наизменичне струје, слично као радио антена, пре слања струја кроз диоде, који га претвара у једносмерну струју.
До сада, истраживачи су само икада били у стању да произведе микроталасну рецтенна. Разлог зашто је било потребно 40 година да од теорије до стварања оптичког рецтенна, према Цола, је двострук. Морате да направите антену довољно мали да може да резонује на оптичком таласној дужини и потребан Вам је низ довољно велика да генерише велике количине струје. Што више рецтеннас можете уклапају у овај низ, већа је вероватноћа да је да ће прикупити значајан сигнал. Досадашња истраживања наишао када је у остваривању овог циља, међутим, као и било смањење величине диода ће увек довести до нагомилавања електричног отпора.
Цола и његове колеге су заобилазе оба ова проблема усвајањем мало другачију филозофију. Уместо да изгради рецтенна са две дискретне компоненте које делују или као антена или диода, тим су користили угљеника наноцеви које могу бити оба истовремено.
Низ наноцеви
Да би се то постигло, тим је израстао 10 ум висок вертикални низ милијарди угљеничних наноцеви на силиконском подлогом преко таложење хемијских паре. Сваки наноцев је обложен са алуминијум оксида изолатор и прекривена неком алуминијумском анодом. Сендвич структура метал-изолатор-метал омогућава наноцев низ да се понаша и као светло комбајна и тунела диода. Електрони Екцитед унутар нанотубе светлосном апсорпционом тунела кроз изолатор на метални аноде и тренутног протока се претвара у ДЦ.
Да бисте тестирали рецтенна, истраживачи су изложени уређај на видљиве и инфрацрвене светлости, и нашли низ произведено ДЦ напоне до 68мВ након излагања га на светло таласне дужине 1064нм. Кола објашњава да је уређај превазилази проблем резистенције на који је упорна претходне покушаје да произведе напон јер је низ је више од збира својих делова. "Ако сам имао једну угљеник наноцев изолован ... отпорност на примање слободно пропагирају-зрачење ће бити висока", каже он. Али пошто је сахрањен у том низу, јер покушава да поново емитују енергију у амбијенту то је реапсорбује суседне наноцеви []. '
Петар Оловке, Краљевски друштво за инжењеринг истраживач на Универзитету Варвицк, Великој Британији, сматра да је Бејли 40-годишњи теорија о оптичком рецтенна технологије коначно је потврђена али је и даље скептичан над својим потенцијалним једнодневних ривала силицијума соларних ћелија. 'Овај рад представља квалификовану продор врста,' Оловке говори хемија Свет. "Међутим, брига је да је овај самопрокламовани најбољи у класи уређаја још увек цитира максимум ефикасности ... шест редова величине гори од конвенционалних силиконских соларних ћелија."
За Цола, међутим, уређај је ефикасан концепт доказ-о-која може довести само до даљег напретка. 'Као што смо радили на томе шест година, било је доста скептицизма око тога да ли би заправо бити оптички рецтенна ", каже он. "Ми показују јасну корелацију између неке теорије која је била развијен и како уређај ради, што помаже указују на пут ка како можемо да ови уређаји ефикаснијим."
http://www.rsc.org/chemistryworld/2015/09/carbon-nanotube-rectenna-converts-light-electricity
Нема коментара:
Постави коментар