Rectennas ópticas muestran aptitud en la captura de calor residual

Mayo 31, 2021

Tomada de :Ecoinventos

Investigadores de la Universidad de Colorado Boulder han desarrollado rectennas ópticas capaces de capturar el exceso de calor y convertirlo en electricidad utilizable. Las rectennas ópticas son demasiado pequeñas para ver a simple vista y aproximadamente 100 más eficientes que las herramientas similares utilizadas para la recolección de energía.

Los dispositivos logran su alto nivel de eficiencia a través del proceso de tunelización resonante, en el que los electrones pasan a través de la materia sólida sin gastar energía.Amina Belkadi, la autora principal de un artículo que describe la investigación, comparó las rectennas con los fantasmas. Funcionan de una manera similar a una antena que se encuentra en una radio. En lugar de captar señales de radio, las rectennas ópticas absorben la luz y el calor para convertirlas en energía.

En teoría, las rectennas podrían cosechar el calor de las chimeneas de las fábricas o de la chimenea de un horno de panadería, energía que de otro modo se desperdiciaría.

Sin embargo, las rectennas no han podido cumplir con las eficiencias requeridas para generar energía desde su introducción en 1964. El problema radica en su diseño: para capturar la radiación térmica, las rectennas deben ser increíblemente pequeñas, muchas veces más pequeñas que un cabello humano.Sin embargo, a medida que un dispositivo eléctrico se encoge, la resistencia tiende a aumentar, lo que puede reducir la potencia de salida.

"Es necesario que este dispositivo tenga una resistencia muy baja, pero también debe responder realmente a la luz", dijo Belkadi.

Belkadi y sus colegas desarrollaron un enfoque que se basa en una propiedad del reino cuántico para evitar el cuello de botella.En una antena tradicional, dijo, los electrones deben pasar a través de un aislante para generar energía.Los aislantes añaden resistencia, lo que reduce la cantidad de energía que se genera.

Si los electrones golpean el pozo con la energía justa, pueden usarla para hacer un túnel a través de los dos aislantes sin resistencia.

Un estudiante graduado en el laboratorio del coautor Garret Moddel, profesor de ingeniería eléctrica, informática y energética, había teorizado que tal comportamiento espectral podría ser posible en rectennas ópticas, aunque nadie había podido probarlo.

Fuente: https://www.photonics.com/Articles/Optical_Rectennas_Show_Aptitude_in_Waste_Heat/a67011