Батареи из наноантенн Дата: 20.08.2008 Раздел: Солнце
Разработана простая и недорогая технология производства пластиковых панелей, покрытых мириадами наноантенн, улавливающих солнечную энергию намного эффективней традиционных солнечных батарей.
Правда, как заметил один ученый, «эти антенны прекрасны для улавливания энергии – но не для ее превращения» (в электричество). По подсчетам авторов технологии во главе со Стивеном Новаком (Steven Novack), каждая антенна поглощает аж до 80% всей падающей энергии солнечного света. И даже без того, чтобы получать электричество, они могут стать почти идеальным материалом для использования в охлаждающих покрытиях, снижая затраты на кондиционирование воздуха в помещениях. Уже таким косвенным образом они будут «генерировать» электричество. Но ученые намерены, все же, довести разработку до ума и через несколько лет превратить ее в солнечную батарею нового поколения.
Стивен Новак демонстрирует пластиковую подложку с нанесенным на нее массивом бесчисленных наноантенн. Каждый квадрат на подложке заполнен примерно 260 млн. наноантенн: так наноструктуры выглядят в макромире
В своей недавно вышедшей статье Новак с коллегами раскрывают некоторые детали: «Разработан процесс нанесения “нантенн” на полиэтиленовую подложку печатью… Прототип “нантенного электромагнитного коллектора” (Nantenna Electromagnetic Collector, NEC) перенесен на гибкий субстрат. Используя полуавтоматический процесс, удалось произвести набор таких массивов площадью 0,002 м2, связанные между собой в единой панели».
Сами по себе наноантенны представляют собой крохотные спиральки из золота, отпечатанные на полиэтиленовой подложке. Предыдущие разработки в этой области привели к созданию наноантенн из других материалов, способные улавливать энергию в сравнительно низкочастотных (а значит – низкоэнергетических) областях электромагнитного спектра. Эти же действуют в инфракрасной, намного более эффективной части.
Массив наноантенн на подложке, снятый сканирующим электронным микроскопом. «Проволочка», которую видно на снимке, не превышает тысячи атомов в толщину
Прежде чем прийти к этому варианту, исследователи протестировали поведение разных материалов (включая золото, марганец и медь) и форм под воздействием инфракрасных лучей, а полученные данные использовали для компьютерного моделирования наноантенн. Это позволило показать, что правильным подбором материала, формы и размеров наноантенн можно добиться того, что они смогут улавливать до 92% энергии падающих волн. Лишь затем ученые приступили к созданию реальных прототипов.
Исследователи уверены, что спустя небольшое время их гибкие и эффективные массивы наноантенн заменят сегодняшние солнечные батареи, дорогие и небезопасные в производстве
Кстати, есть и другие примеры использования нанотехнологий для создания солнечных батарей будущего – к примеру, таких, которым почти все равно, под каким углом они освещаются («»).
