Wie wandle ich Lichtwellen mit optischer Rectenna in Elektrizität um?

Kurze Bytes: Optische Rechteck ist ein Gerät, das Lichtwellen in Gleichstrom umwandelt. Die optische Rectenna ist eine Kombination aus einer Antenne und einer Gleichrichterdiode, mit der Lichtwellen mithilfe der daran angebrachten Kohlenstoffnanoröhren erfasst werden. 

Das Konzept der drahtlosen Elektrizität ist seit ein paar Jahren im Umlauf, aber schließlich ist eine umwerfende Technologie aufgetaucht, die die drahtlose Elektrizität in ihren Anfangsstadien wirklich charakterisieren kann.

Optische Rectenna, und bevor die Frage in Ihrem Kopf auftaucht, was es ist, sollten Sie zuerst über Rectenna Bescheid wissen. Rectenna ist eine spezielle Art von Antenne, die eine Kombination aus Antenne und Gleichrichterdiode ist. Und der Begriff Optisch ist da, weil das Licht beteiligt ist.

Im Grunde genommen fängt dieses Gerät mit Hilfe von daran befestigten winzigen Kohlenstoffnanoröhren Lichtwellen aus seiner Umgebung ein. Dann werden im Gleichrichter einige oszillierende Ladungen erzeugt, die in Gleichstrom umgewandelt werden. Wissenschaftler sind seit vier Jahrzehnten beschäftigt, um auf diese Weise Lichtwellen nutzen zu können.

Laut einem der Forscher, Baratunde Cola vom Georgia Institute Of Technology, war das Experiment, das sie durchgeführt haben, zumindest für sie einfach. Nein, im Ernst, es war nicht so einfach, da sie das gleiche Experiment fast tausend Mal wiederholen mussten, um die Arbeit zu erledigen.

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In einer Pressemitteilung sagte Cola: „Eine Rectenna ist im Grunde eine Antenne, die an eine Diode gekoppelt ist. Wenn Sie sich jedoch in das optische Spektrum bewegen, bedeutet dies normalerweise eine nanoskalige Antenne, die an eine Metall-Isolator-Metall-Diode gekoppelt ist. Je näher Sie die Antenne an die Diode bringen können, desto effizienter ist sie. Die ideale Struktur verwendet also die Antenne als eines der Metalle in der Diode - das ist die Struktur, die wir hergestellt haben. “

Das von einer Kohlenstoffnanoröhre eingefangene Licht ist nahezu vernachlässigbar und erfordert daher die Verwendung vieler von ihnen. Hierzu wird ein leitfähiges Substrat (google it) benötigt. Auf diesem Substrat werden vertikal ausgerichtete Kohlenstoffnanoröhren grasartig gezüchtet. Danach werden diese Rohre mit einem elektrischen Aluminiumoxidisolator beschichtet. Dann werden einige dünne Schichten aus optisch transparenten Materialien darüber gelegt, um als Anode zu wirken. Dieses System ist die schnellste Diode der Welt und arbeitet beim Ein- und Ausschalten mit Petahertz-Geschwindigkeit.

"Es ist die einzige Diode, die schnell genug ist, um das Tor mit der Geschwindigkeit der Sonnenenergie zu öffnen und zu schließen, die in einer Antenne schwingt", so Baratunde Cola

Der Stromwirkungsgrad dieses Systems beträgt jedoch nur 1% Prozent, was bedeutet, dass es nur 1% des darauf fallenden Lichts in Gleichstrom umwandeln kann. Die Forscher haben jedoch versichert, dass sie die Kapazität auf fast 40% erhöhen werden, und hoffen, innerhalb eines Jahres ein kommerzielles Produkt entwickeln zu können.

In der Pressemitteilung fügte Cola hinzu:

„Wir könnten letztendlich Solarzellen herstellen, die doppelt so effizient sind und zehnmal weniger kosten, und das ist für mich eine Gelegenheit, die Welt auf sehr große Weise zu verändern. Als robuster Hochtemperaturdetektor könnten diese Rectennas eine völlig störende Technologie sein, wenn wir einen Wirkungsgrad von einem Prozent erreichen. Wenn wir höhere Wirkungsgrade erreichen können, könnten wir sie auf Energieumwandlungstechnologien und die Erfassung von Solarenergie anwenden. “

Historisch gesehen wurde Rectenna 1964 von William C. Brown erfunden, einem in den USA ansässigen Elektrotechniker. Er patentierte es 1969. Er demonstrierte seine Erfindung mit Hilfe eines Modellhubschraubers, an dem er einen Rectenna-Empfänger anbrachte und Mikrowellensignale zur Steuerung des Hubschraubers sendete. Optische Rectenna ist eine weitere Implementierung seiner Erfindung.

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Bisher war das Konzept der drahtlosen Elektrizität nicht Gegenstand vieler Gespräche, aber mit den aufkeimenden Technologien wie der optischen Rectenna bleibt nicht viel Zeit, um von der Sklaverei all dieser Ladegeräte und Kabel frei zu sein.

Sehen Sie sich dieses Video an und wissen Sie, was die Forscher zu sagen haben: