General

Los investigadores crean un diodo que genera electricidad utilizando energía infrarroja

Los investigadores crean un diodo que genera electricidad utilizando energía infrarroja



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Un equipo de la Universidad de Ciencia y Tecnología King Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita ha desarrollado un dispositivo que utilizará radiación infrarroja, además del calor residual de los procesos industriales, para la generación de energía.

El dispositivo hará esto mediante la transición de señales de onda cuadrillonésimas de segundo en electricidad útil.

Los científicos señalan que el calor infrarrojo se puede recolectar las 24 horas del día. Un método para lograr esto es tratar el calor residual o infrarrojo como ondas electromagnéticas de alta frecuencia. Usando antenas diseñadas de la manera correcta, las ondas recolectadas se envían a un rectificador, a menudo un diodo semiconductor, que convertirá las señales alternas en una corriente eléctrica.

"No existe un diodo comercial en el mundo que pueda funcionar a una frecuencia tan alta".

Poner en práctica estos diseños de rectenna ha sido hasta ahora difícil porque las emisiones infrarrojas tienen longitudes de onda muy pequeñas, ha dicho el equipo de investigadores de KAUST.

Las emisiones infrarrojas también requieren antenas a micro o nanoescala que son difíciles de fabricar y probar, dijeron. Además, las ondas infrarrojas oscilan significativamente más rápido de lo que un semiconductor típico puede mover electrones a través de su unión.

“No existe un diodo comercial en el mundo que pueda operar a una frecuencia tan alta”, dijo ScienceDirect citando al líder del proyecto Atif Shamim. "Es por eso que recurrimos al túnel cuántico".

Alternativa para la generación de energía verde

La recolección de energía de una fuente renovable es una alternativa prometedora para la generación de energía sostenible y limpia, señalaron los investigadores en el documento.

La tecnología fotovoltaica convencional recolecta energía solo del rango visible del espectro, dejando el rango infrarrojo completamente sin explotar. Acerca de 80 por cientot de la radiación solar es absorbida por la atmósfera y la superficie terrestre. Estas ondas luego se vuelven a emitir como radiación de infrarrojo medio, según el documento.

Las otras fuentes de emisiones de IR son el calentamiento de metales, el calentamiento de fluidos, la generación de vapor, el tratamiento térmico y la aglomeración. La temperatura para estos procesos fluctúa entre 250 K y 1500 K, y las longitudes de onda correspondientes varían en el infrarrojo medio.

Puede manejar señales de alta frecuencia

Los dispositivos de tunelización como los diodos metal-aislante-metal (MIM) modifican las ondas infrarrojas en corriente al mover electrones a través de una pequeña pared, según el documento. Los diodos MIM pueden manejar señales de alta frecuencia del orden de femtosegundos debido a que esta barrera tiene solo un nanómetro de espesor.

El equipo utilizó una nanoantena en forma de pajarita que sujeta la película aislante entre dos brazos metálicos que se superponen, para poder generar los campos necesarios para la construcción de túneles. “La parte más desafiante fue la superposición a nanoescala de los dos brazos de la antena, que requería una alineación muy precisa”, dijo el investigador postdoctoral, Gaurav Jayaswal, según el ingeniero.

"No obstante, al combinar trucos inteligentes con las herramientas avanzadas en las instalaciones de nanofabricación de KAUST, logramos este paso".

El nuevo diodo MIM podría captar las ondas infrarrojas con voltaje aplicado cero, eligiendo metales con diferentes funciones de trabajo, una característica pasiva que enciende el dispositivo cuando es necesario, según los investigadores.

La pajarita ha sido capaz de recolectar energía únicamente de la radiación y no de los efectos térmicos, según han podido demostrar los experimentos con exposición infrarroja.

Los investigadores han señalado que esto es solo el "comienzo, una prueba de concepto" y que podría haber millones de estos dispositivos conectados para impulsar la generación de electricidad en general.


Ver el vídeo: Producir electricidad mediante las plantas - science (Agosto 2022).