Věda

Jak převést světelné vlny na elektřinu pomocí optické rektény?

Jak převést světelné vlny na elektřinu pomocí optické rektény?

Krátké bajty: Optical Rectenna je zařízení, které převádí světelné vlny na stejnosměrný proud. Optical Rectenna je kombinace antény a usměrňovací diody používané k zachycení světelných vln pomocí uhlíkových nanotrubiček k ní připojených. 

Koncept bezdrátové elektřiny se vznáší už několik let, ale nakonec přišla nějaká ohromující technologie, která může skutečně charakterizovat bezdrátovou elektřinu v jejích počátečních fázích.

Optická Rectenna a než se ve vaší mysli objeví otázka, co to je, měli byste nejprve vědět o Rectenně. Rectenna je speciální druh antény, který je kombinací antény a usměrňovací diody. A termín Optický je zde, protože se jedná o světlo.

Nyní v podstatě to, co toto zařízení dělá, je to, že zachycuje světelné vlny ze svého okolí pomocí malých uhlíkových nanotrubiček k němu připojených. Poté se v usměrňovači generují některé oscilační náboje, které se převádějí na stejnosměrný proud. Vědci jsou zaneprázdněni již čtyři desetiletí, aby mohli takto využívat světelné vlny.

Podle jednoho z výzkumníků Baratunde Coly z Georgia Institute Of Technology byl experiment, který provedli, alespoň pro ně jednoduchý. Ne, vážně, nebylo to tak jednoduché, protože pro dokončení práce museli téměř tisíckrát opakovat stejný experiment.

Přečtěte si také: IBM pracuje na slunečnicových talířích na výrobu elektřiny a pitné vody

V tiskové zprávě Cola uvedla: „Rektenna je v podstatě anténa spojená s diodou, ale když se přesunete do optického spektra, obvykle to znamená anténu v měřítku spojenou s diodou kov-izolátor-kov. Čím blíže se dostanete k anténě, tím je to efektivnější. Ideální struktura tedy používá anténu jako jeden z kovů v diodě - což je struktura, kterou jsme vyrobili. “

Světlo zachycené jednou uhlíkovou nanotrubicí je téměř zanedbatelné, proto vyžaduje použití mnoha z nich. K tomu je nutný vodivý substrát (vygooglujte si to), na jeho horní části se pěstují svisle zarovnané uhlíkové nanotrubičky v podobě trávy. Poté jsou tyto trubky potaženy elektrickým izolátorem z oxidu hlinitého. Poté se nad ně umístí několik tenkých vrstev opticky průhledných materiálů, které působí jako anoda. Tento systém je nejrychlejší diodou na světě a při zapínání a vypínání pracuje rychlostí petahertzu.

"Je to jediná dioda, která je dostatečně rychlá na to, aby otevřela a zavřela bránu rychlostí sluneční energie oscilační v anténě," Baratunde Cola

Aktuální účinnost tohoto systému je však pouze 1% procenta, což znamená, že dokáže převést pouze 1% světla dopadajícího na něj na stejnosměrný proud. Vědci však ujistili, že zvýší kapacitu na téměř 40% a doufají, že do roku přijdou s komerčním produktem.

V tiskové zprávě Cola dodala:

"Mohli bychom nakonec vyrobit solární články, které jsou dvakrát tak účinné za cenu, která je desetkrát nižší, a to je pro mě příležitost změnit svět velmi velkým způsobem." Jako robustní vysokoteplotní detektor by tyto rektorny mohly být zcela rušivou technologií, pokud se dostaneme k jednoprocentní účinnosti. Pokud se nám podaří dosáhnout vyšší účinnosti, mohli bychom ji použít na technologie přeměny energie a zachycování sluneční energie. “

Nyní, na historickou notu, vynalezl Rectenna v roce 1964 William C. Brown, který byl elektrotechnikem se sídlem ve Spojených státech. Patentoval si ho v roce 1969. Svůj vynález předvedl pomocí modelového vrtulníku, ke kterému připojil přijímač Rectenna a vyslal mikrovlnné signály pro ovládání vrtulníku. Optical Rectenna je další implementací jeho vynálezu.

Přečtěte si také: Tento solární článek dva v jednom může generovat více elektřiny při nízkých nákladech

Koncept bezdrátové elektřiny dosud nebyl tématem mnoha rozhovorů, ale s narůstajícími technologiemi, jako je Optical Rectenna, není mnoho času, abychom byli osvobozeni od otroctví všech těch nabíječek a kabelů.

Podívejte se na toto video a vězte, co mají vědci říci: