Vitenskap

Hvordan konvertere lette bølger til elektrisitet med optisk rektenna?

Hvordan konvertere lette bølger til elektrisitet med optisk rektenna?

Korte byte: Optical Rectenna er en enhet som konverterer lysbølger til likestrøm. Optical Rectenna er en kombinasjon av en antenne og en likeretterdiode som brukes til å fange lysbølger ved hjelp av karbonnanorørene festet til den.. 

Konseptet med trådløs elektrisitet har svevet rundt siden et par år, men endelig har det kommet noen ufattelige teknologier som virkelig kan karakterisere trådløs elektrisitet i sine innledende faser.

Optisk Rectenna, og før spørsmålet dukker opp i tankene dine om hva som er det, bør du først vite om Rectenna. Rectenna er en spesiell type antenne som er en kombinasjon av en antenne og likeretterdiode. Og begrepet Optisk er der fordi lyset er involvert.

Nå, i utgangspunktet hva denne enheten gjør er, fanger den lysbølger fra omgivelsene ved hjelp av små karbon-nanorør festet til den. Deretter genereres noen oscillerende ladninger i likeretteren som konverteres til likestrøm. Forskere har vært opptatt siden fire tiår, slik at de kan bruke lysbølger på denne måten.

Ifølge en av forskeren Baratunde Cola fra Georgia Institute of Technology, var eksperimentet de gjorde enkle, i det minste for dem. Nei, seriøst, det var ikke så enkelt, da de måtte gjenta det samme eksperimentet nesten tusen ganger for å få jobben gjort.

Les også: IBM Arbeider med solsikkeformede retter for å generere elektrisitet og drikkevann

I en pressemelding sa Cola: “En rectenna er i utgangspunktet en antenne koblet til en diode, men når du beveger deg inn i det optiske spekteret, betyr det vanligvis en nanoskala-antenne koblet til en metall-isolator-metall-diode. Jo nærmere du kan komme antennen til dioden, jo mer effektiv er den. Så den ideelle strukturen bruker antennen som et av metallene i dioden - som er strukturen vi laget. ”

Lyset som fanges av ett karbon-nanorør er nesten ubetydelig, så det krever bruk av mange av dem. For dette er det nødvendig med et ledende underlag (google det), på toppen av det substratet dyrkes vertikalt justerte karbonnanorør på et gresslignende vis. Etter det er disse rørene belagt med aluminiumoksid elektrisk isolator. Deretter plasseres noen tynne lag med optisk gjennomsiktige materialer over dem for å fungere som anode. Dette systemet er den raskeste dioden i verden, fungerer med petahertz-hastigheter mens den slås på og av.

"Det er den eneste dioden som er rask nok til å åpne og lukke porten med solenergiens hastighet som svinger i en antenne," Baratunde Cola

Den nåværende effektiviteten til dette systemet er imidlertid bare 1% prosent, noe som betyr at det bare kan konvertere 1% av lyset som faller på det til likestrøm. Men forskerne har forsikret at de vil øke kapasiteten til nesten 40% og håper å komme med et kommersielt produkt innen et år.

I pressemeldingen la Cola til:

”Vi kan til slutt lage solceller som er dobbelt så effektive til en pris som er ti ganger lavere, og det er for meg en mulighet til å forandre verden på en veldig stor måte. Som en robust detektor ved høy temperatur kan disse rektennene være en helt forstyrrende teknologi hvis vi kan oppnå en prosent effektivitet. Hvis vi kan oppnå høyere effektivitet, kan vi bruke den på teknologi for energiomdannelse og fangst av solenergi.

Nå, på en historisk måte, ble Rectenna oppfunnet i 1964 av William C. Brown, som var en elektroingeniør med base i USA. Han patenterte den i 1969. Han demonstrerte sin oppfinnelse ved hjelp av et modellhelikopter, som han festet en Rectenna-mottaker på og sendte mikrobølgesignaler for å kontrollere helikopteret. Optical Rectenna er en videre implementering av hans oppfinnelse.

Les også: Denne to-i-ett-solcellen kan generere mer strøm til en lav pris

Så langt har ikke konseptet med trådløs elektrisitet vært et tema for mye samtale, men med de spirende teknologiene som Optical Rectenna er det ikke mye tid når vi blir fri for slaveriet til alle disse ladere og kabler..

Se denne videoen og vet hva forskerne har å si: