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光学整流天线采用碳纳米管整流器 提升电动车充电效率
点击数: 474     发布日期:2016-05-05

随着人们对能源的不断消耗,人们对于未来能量来源的探索也在不断地进行着。太阳作为取之不尽用之不竭的清洁能源,其作为能量来源具有得天独厚的优势。太阳能属于可再生能源,其不会产生任何污染同时其还具有取之不尽用之不竭的特点。人们对于太阳能的利用很早就已经开始了,但是由于受到目前技术的限制太阳能转化为电能的效率并不是非常理想。因此,目前太阳能并没有得到广泛的利用。

日前,来自佐治亚理工学院的研究人员成功研发出了一种全新的太阳能光学整流天线。该光学整流天线的作用相当于是对天线功能和二极管整流器进行了集成,同时其还采用了一种全新的碳纳米管整流器。通过该光学整流天线的应用可以将太阳能直接转化为电能从而可以有效解决太阳能的转化率问题。同时随着太阳能电池转化率的不断提高,未来太阳能充电电池将非常有希望成为电动汽车充电的理想选择。整流天线自发明以来已经有超过40年的发展历史,但是其实际的工作波段非常短,有时甚至集中在10微米波段内。而全新的光学整流天线采用了一种全新的碳纳米管结构,同时在碳纳米管上还分布有大量的微小整流器,以上机构组成了太阳能转化的基础结构。根据Phys.org网站的报道,全新的太阳能光学整流天线此次成为了第一个将整流天线工作波段扩展到光学波段的新技术。

在全新光学整流天线中,碳纳米管主要作用是作为天线来收集来自太阳或其他的光线。当光线被碳纳米管收集到之后,碳纳米管内会产生一个振荡电压,该振荡电压可以穿过内置的整流器。而随着整流器的开启与关闭,该光学整流天线最终会输出一个很小的直流电流。理论上来讲,只要通过足够多的光学整流天线就可以输出足够大的电流。但是由于目前整流天线的太阳能转化率还不到1%,因此以上实现起来是非常困难的。

佐治亚理工学院乔治W. 伍德拉夫学院机械工程助理教授兼项目负责人Baratunde Cola表示全新光学整流天线目前仅仅是一种概念设计,但是其相信在不久的将来该技术一定会成为非常伟大的发明。

Baratunde Cola还表示:“通过以上全新光学整流天线,我们可以使得太阳能电池的工作效率提高2倍,同时其生产成本也可以降低10倍。”

光学整流天线项目得到了美国国防安全高级技术研究计划局、空军海军战争系统中心以及陆军研究办公室的共同赞助。

截止至目前,光学整流天线主要是在硬质基材上进行生产。但是实际上该项目的目标是在锡纸一类的软质材料上进行生产加工,这样一来就可以生产出可折叠或任意变形的太阳能电池。Baratunde Cola认为其领导的研发小组可以通过新材料的应用、碳纤维纳米管多导通通道结构以及降低系统阻抗来实现40%的太阳电池工作效率的提升。Baratunde Cola还认为以上全新材料的光学整流天线计划在未来一年内实现商业化量产。

尽管关于以上光学整流天线技术已经开展了大量的实验研究,并且实验结果也是相当的理想,但是从严谨的技术发展角度出发由实验室内得到理想的结果还是不能轻易地得出其商业化量产的可行性。