Антенна, которая преобразует свет прямо в постоянный электрический ток
Создана первая выпрямляющая антенна, которая преобразует свет прямо в постоянный электрический ток
Выпрямляющие антенны (Rectifying antennas) уже некоторое время используются в различных технологиях для поглощения радиочастотного излучения и преобразования его в постоянный электрический ток, пригодный для дальнейшего использования. Однако, создание подобных устройств, способных поглощать свет и выпрямлять сверхвысокочастотный электрический ток, было раньше практически невозможным. Но появление углеродных нанотрубок, исследования их экзотических свойств и последние достижения технологий микропроизводства позволили ученым из Технологического института Джорджии создать выпрямляющие антенны, преобразовывающие свет непосредственно в постоянный электрический ток. И такие технологии могут стать революционным прорывом, который позволит увеличить эффективность систем солнечной энергетики.
Первые выпрямляющие антенны были созданы чуть более 40 лет назад и они были способны работать с электромагнитным излучением с длиной волны не короче 10 микрон (инфракрасный диапазон). С того момента эти технологии были значительно усовершенствованны и получили распространение в системах снабжения энергией малопотребляющих электронных устройств и коммуникационных систем ближнего радиуса действия (near-field communications, NFC). Были попытки создания подобных антенн, работающих и в диапазоне видимого света, но они все без исключения не привели к значительным успехам в этом направлении.
Современные технологии позволили исследователям вырастить миллиарды вертикально расположенных углеродных нанотрубок на кремниевом основании.
Каждая из нанотрубок была покрыта защитной пленкой из оксида алюминия, обладающего диэлектрическими свойствами, и весь этот "лес" был покрыт монолитным слоем прозрачного кальция. После этого на тонкий слой кальция был напылен слой алюминия, который выступал в качестве анода.
Углеродные нанотрубки, заключенные в защитных оболочках, начинают колебаться, когда на них попадают фотоны света. Эти колебания производят высокочастотный переменный электрический ток, который пройдя через выпрямитель, превращается в постоянный ток. Быстродействие выпрямителей (туннельных диодов из углеродных нанотрубок) очень велико, они способны работать на частотах порядка петагерца (квадриллиона колебаний в секунду). Электроны, из которых состоит выпрямленный ток, туннелируются на внешний алюминиевый электрод, откуда этот ток можно направить в любом необходимом направлении.
Несмотря на громкие заявления о солнечной энергетике, прозвучавшие в начале, эффективность работы выпрямляющей антенны оставляет пока желать лучшего, опытный образец способен преобразовать в электрический ток около одного процента от энергии падающего света. Однако ученые и инженеры, задействованные в этом проекте, уже имеют некоторые планы насчет оптимизации структуры антенны, что позволит поднять ее эффективность до уровня, который позволит использовать их в устройствах получения электрической энергии, другими словами, в солнечных батареях.
Я знаю Аркадий. Здесь о другом, вот читайте я скопировал из статьи:
=Однако, создание подобных устройств, способных поглощать свет и выпрямлять сверхвысокочастотный электрический ток, было раньше практически невозможным.=
Фотоэлемент и поглощает и вырабатывает постоянный ток. Понятно, что принцип там другой, но результат тот же, поэтому нельзя говорить, что этот результат достигнут впервые.
Вот решили поэкспериментировать без фотоэлементов на другом принципе. Как я понял, они решили расширить диапазон таким образом. У фотоэлементов по видимому слишком узкий спектр, там и КПД низкий где то 18% всего.
Я такой же читатель как и вы, это только мои догадки, я не автор и не ассистент, моя задача только плюсы ставить.:))
"Углеродные нанотрубки, заключенные в защитных оболочках, начинают колебаться, когда на них попадают фотоны света. Эти колебания производят высокочастотный переменный электрический ток.."
- ИМХО, здесь имеется в виду разница с фотоэлементом. Колебания нанотрубки, вызываемые светом, НЕ КВАНТОВЫЕ. Фотоэлемент имеет красный порог, а колебания нанотрубки нет.
..Хотя, ИМХО, механические колебания таких нанообъектов как-то обязательно содержат и квантовую природу.
..Может быть, эффективность механических колебаний больше за счет широкополосности поглощения света.. которая, в свою очередь, объясняется неоднородностью леса нанотрубок.. Мнда..
..Полоса внутреннего фотоэффекта тоже может быть искусственно расширена, как известно - поглощение в зону проводимости, например..
..Словом, оно похоже на что-то новое. но еще не понятно куды его приткнуть..
..Например, не стараться ток получить.. а использовать именно очень высокочастотные механические колебания волосков.. Типа для перемешивания реактивов на наноуровне, например.. Или для получения кавитации но без нагрева..
Человечество в конце концов должно отказаться от высасывания из Земли нефти - Её крови. Земля уже обескровлена и просит пощады от неразумного человечества. Пока ещё просит, дальше будет его уничтожать.
- Так может оно так и есть в Природе - три, скажем, вида углеводородной жижи.. и из перегноя животных, и из перегноя растений, и еще из космического пра-водорода, растворенного до поры до времени в железе и никеле ядра..
..И только нам, татарам - что одно к печкам подтаскивать, что другое.. А нужно бы уже давно топить зелеными бумажками.. как Дмитрий Иваныч советовал..
Комментарии
=Однако, создание подобных устройств, способных поглощать свет и выпрямлять сверхвысокочастотный электрический ток, было раньше практически невозможным.=
Я такой же читатель как и вы, это только мои догадки, я не автор и не ассистент, моя задача только плюсы ставить.:))
- ИМХО, здесь имеется в виду разница с фотоэлементом. Колебания нанотрубки, вызываемые светом, НЕ КВАНТОВЫЕ. Фотоэлемент имеет красный порог, а колебания нанотрубки нет.
..Хотя, ИМХО, механические колебания таких нанообъектов как-то обязательно содержат и квантовую природу.
..Может быть, эффективность механических колебаний больше за счет широкополосности поглощения света.. которая, в свою очередь, объясняется неоднородностью леса нанотрубок.. Мнда..
..Полоса внутреннего фотоэффекта тоже может быть искусственно расширена, как известно - поглощение в зону проводимости, например..
..Словом, оно похоже на что-то новое. но еще не понятно куды его приткнуть..
Имело бы смысл под кремниевый фотоэлемент поместить нанотрубчатый, если его КПД окажется хотя бы единиц процентов.
А на квадратный метр поверхности под солнцем падает порядка киловатта...
..И только нам, татарам - что одно к печкам подтаскивать, что другое.. А нужно бы уже давно топить зелеными бумажками.. как Дмитрий Иваныч советовал..
.