Antenne mit Nano-Teilchen: Rectenna verwandelt Licht direkt in Strom

Antenne mit Nano-Teilchen: Rectenna verwandelt Licht direkt in Strom

von Leonard Goebel

Eine Rectenna wandelt Lichtwellen in Strom - Nanopartikel könnten der Technologie nun zum Durchbruch verhelfen.

Erneuerbare Energien sind in der Regel von äußeren Einflussen wie Wind und Sonne abhängig. Zudem braucht es immer Zwischenschritte, um die Energie tatsächlich in Strom umzuwandeln - beispielsweise in einer Photovoltaik- oder Solaranlage. Glaubt man Forschern des Georgia Institute of Technology, könnte die Stromproduktion aus erneuerbaren Energien bald radikal vereinfacht werden.

Wie sie in einem Artikel im Fachmagazin Nature Nanotechnology beschreiben, haben sie die erste optische Rectenna entwickelt: eine Mischung aus Antenne und Diode, die Licht aufnimmt und direkt in Gleichstrom umwandelt. Dabei ist weder eine Kühlung notwendig noch ist der Apparat auf die Sonne als Energiequelle angewiesen. Zudem hält er große Temperaturschwankungen aus: Laut Georgia Tech funktionierte er in den Tests bei Temperaturen von zwischen fünf und 77 Grad Celsius.

Anzeige

Das Konzept zu so einer gleichrichtenden Antenne wurde schon in den sechziger Jahren entwickelt. 1972 beschrieb R.L. Bailey die Erfindung unter dem Titel "A Proposed New Concept for a Solar-Energy Converter". Allerdings war man damals noch nicht in der Lage, etwas derartiges zu bauen. Erst die Entwicklungen in der Nanotechnologie machten dies möglich.

Die Rectenna besteht im Wesentlichen aus einem Wald von mikroskopisch kleinen Kohlenstoffröhrchen, auf denen Gleichrichter angebracht sind. Diese sind so winzig, dass sie auf die Schwingung elektromagnetischer Wellen reagieren und in extrem hoher Geschwindigkeit an- und ausgeschaltet werden. Dabei wird eine geringe Spannung erzeugt. Eine Vielzahl dieser Antennen zusammen könnte dann eine erhebliche Strommenge produzieren, entweder aus Lichtquellen oder aber auch aus Abwärme.

Effizienz bislang noch zu gering"Letztlich könnten wir so Solarzellen produzieren, die doppelt so effizient und zehnmal so günstig sind wie bislang", sagt Baratunde Cola, einer der beteiligten Wissenschaftler. Er sehe darin die Möglichkeit, die Welt entscheidend zu verändern.

Noch ist es jedoch nicht so weit. Bislang liegt die Effizienz des Apparats bei weniger als einem Prozent. Das bedeutet, dass momentan nur sehr wenig Licht tatsächlich in Strom umgewandelt wird. Das Forscherteam versucht nun, den elektrischen Widerstand innerhalb der Rectenna zu verringern, um dadurch die Effizienz zu erhöhen. Er glaube, dass ihre Erfindung Effizienzgrade von über 40 Prozent erreichen könne, so Cola.

Sollte sich dies bewahrheiten, wäre es wohl eine Revolution der Erneuerbaren Energien. Und die könnte schneller kommen als erwartet: Die Forscher rechnen damit, dass ihre Entwicklung bereits in einem Jahr marktreif sein kann.

Anzeige
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%