Ciência

Como converter ondas de luz em eletricidade com o Optical Rectenna?

Como converter ondas de luz em eletricidade com o Optical Rectenna?

Bytes curtos: Optical Rectenna é um dispositivo que converte ondas de luz em corrente contínua. Optical Rectenna é uma combinação de uma antena e um diodo retificador usado para capturar ondas de luz usando os nanotubos de carbono ligados a ela. 

O conceito de eletricidade sem fio já existe há alguns anos, mas finalmente surgiu uma tecnologia alucinante que pode realmente caracterizar a eletricidade sem fio em seus estágios iniciais.

Optical Rectenna, e antes que a pergunta surja em sua mente sobre o que é, primeiro você deve saber sobre Rectenna. Rectenna é um tipo especial de antena que é uma combinação de uma antena e um diodo retificador. E o termo Ótico existe porque a luz está envolvida.

Agora, basicamente o que esse dispositivo faz é capturar ondas de luz de seus arredores com a ajuda de minúsculos nanotubos de carbono ligados a ele. Então, algumas cargas oscilantes são geradas no retificador, as quais são convertidas em corrente CC. Os cientistas estão ocupados há quatro décadas, para que possam usar as ondas de luz desta forma.

De acordo com um dos pesquisadores Baratunde Cola, do Georgia Institute Of Technology, o experimento que fizeram foi simples, pelo menos para eles. Não, sério, não era tão simples, pois eles tiveram que repetir o mesmo experimento quase mil vezes para fazer o trabalho.

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Em um comunicado à imprensa, Cola disse: “Uma retena é basicamente uma antena acoplada a um diodo, mas quando você se move para o espectro óptico, isso geralmente significa uma antena em nanoescala acoplada a um diodo metal-isolante-metal. Quanto mais perto você puder de obter a antena do diodo, mais eficiente ela será. Portanto, a estrutura ideal usa a antena como um dos metais do diodo - que é a estrutura que fizemos. ”

A luz capturada por um nanotubo de carbono é quase insignificante, por isso requer o uso de muitos deles. Para isso, é necessário um substrato condutor (google it); no topo desse substrato, nanotubos de carbono alinhados verticalmente são cultivados em forma de grama. Em seguida, esses tubos são revestidos com isolante elétrico de óxido de alumínio. Em seguida, algumas camadas finas de materiais opticamente transparentes são colocadas acima deles para atuar como ânodo. Este sistema é o diodo mais rápido do mundo, funciona em velocidades petahertz ao ligar e desligar.

“É o único diodo rápido o suficiente para abrir e fechar o portão na velocidade da oscilação da energia solar em uma antena”, Baratunde Cola

No entanto, a eficiência da corrente desse sistema é de apenas 1% por cento, o que significa que ele pode converter apenas 1% da luz que incide sobre ele em corrente contínua. Mas os pesquisadores garantiram que aumentarão a capacidade para quase 40% e esperam encontrar um produto comercial dentro de um ano.

No comunicado à imprensa, Cola acrescentou:

“Poderíamos, no final das contas, fazer células solares duas vezes mais eficientes a um custo 10 vezes menor, e isso é para mim uma oportunidade de mudar o mundo em grande escala. Como um detector robusto de alta temperatura, esses retenes poderiam ser uma tecnologia totalmente perturbadora se conseguirmos obter eficiência de um por cento. Se pudermos obter maior eficiência, poderemos aplicá-lo a tecnologias de conversão de energia e captura de energia solar. ”

Agora, em uma nota histórica, Rectenna foi inventada em 1964 por William C. Brown, que era um engenheiro elétrico baseado nos Estados Unidos. Ele o patenteou em 1969. Ele demonstrou sua invenção com a ajuda de um modelo de helicóptero, no qual conectou um receptor Rectenna e enviou sinais de micro-ondas para controlar o helicóptero. Optical Rectenna é uma implementação adicional de sua invenção.

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Até agora, o conceito de eletricidade sem fio não tem sido um assunto de muita conversa, mas com as tecnologias emergentes como a Optical Rectenna, não haverá muito tempo em que estaremos livres da escravidão de todos aqueles carregadores e cabos.

Assista a este vídeo e saiba o que os pesquisadores têm a dizer: