Offensichtlich ist nichts unendlich, aber im globalen Maßstab und menschlich kann es auch betrachtet werden ... weil Millionen Gigawatt sowieso nicht schlecht sind!
Und wenn die unendliche Energie, sauber und frei, von Infrarotstrahlung kam?
Infrarotstrahlen, die direkt durch die Erde gehen, können dank eines neuen Prozesses, der auf dem "Quantentunneleffekt" basiert, in Energie umgewandelt werden.
Saudische Forscher haben gerade einen Weg gefunden, Wärme aus Infrarotstrahlung zurückzugewinnen und in saubere, erneuerbare Energie umzuwandeln. In ihrer in Materials Today Energy veröffentlichten Studie erklären sie, dass sie dieses Kunststück dank winziger Antennen erreicht haben, die dank des "Tunneleffekts" arbeiten, einem Phänomen, das aus der Quantenmechanik resultiert.
Um die Bedeutung ihrer Entdeckung vollständig zu verstehen, müssen wir zunächst einige Fakten in Erinnerung rufen. Der Großteil des Sonnenlichts, das die Erdoberfläche erreicht, wird von Böden, Ozeanen und der Atmosphäre absorbiert und erwärmt die Erde. Diese Erwärmung verursacht permanente Emissionen von Infrarotstrahlung. Nach Schätzungen von Experten würden diese Strahlungen Millionen von Gigawatt erzeugen. Im Vergleich dazu produziert das Kernkraftwerk Gravelines, das stärkste in Frankreich, 5460-Megawatt.
"Sonnenkollektoren 24 Stunden am Tag"
Das Ziel von Wissenschaftlern der King Abdullah Universität für Wissenschaft und Technologie (KAUST) in Saudi-Arabien war es, diese Strahlung zu erfassen und "einzufangen", um sie in Elektrizität umzuwandeln. Die Interesse? "Im Gegensatz zur Energie von Sonnenkollektoren, die durch Tageslicht und Wetterbedingungen begrenzt sind, kann Infrarot-Wärmeenergie 24 Stunden am Tag gewonnen werden", sagte Atif Shamin, Hauptautor der Studie der Standort der saudischen Universität. "Die Möglichkeit, diese Energie zu ernten, könnte den Sektor der erneuerbaren Energien vollständig stören", fügen die Forscher in ihrer Studie hinzu.
Was gut ist, da sie gerade eine Lösung gefunden haben. "Eine Möglichkeit, dies zu tun, besteht darin, Infrarotwärme wie hochfrequente elektromagnetische Wellen zu behandeln. Unter Verwendung geeigneter Antennen werden die erfassten Wellen an eine Halbleiterdiode gesendet, die das Wechselstromsignal [des 'Welle] durch Strom, der das Aufladen einer Batterie oder eines elektrischen Geräts ermöglicht ", erläutert Atif Shamin.
Nanoskopische Antennen
Offensichtlich lag die ganze Schwierigkeit des Projekts im Design dieser berühmten "Gleichrichterantennen" [Antennen, die Hochfrequenzenergie in Gleichstrom umwandeln können]. "Infrarotemissionen haben so kurze Wellenlängen, dass man Mikroantennen oder vielmehr nanoskopische [von einem Milliardstel Meter] benötigt", fährt der Forscher fort. Klar? Um diese Wellen zu erfassen, sind Antennen erforderlich, die für das bloße Auge völlig unsichtbar sind und viel kleiner als ein Millimeter sind.
Bislang gab es kein Gerät auf der Welt, das diese Wellen in Elektrizität umwandeln könnte, betonen die Forscher. Und deshalb wandten sie sich einem Gerät zu, das den Tunneleffekt nutzte, ein Phänomen, das in der Quantenmechanik sehr verbreitet ist.
Das einfachste Beispiel, um dies zu verstehen, ist das eines Balls, um einen Hügel zu erklimmen. Wenn der Ball in der klassischen Physik nicht mit genügend Energie angetrieben wurde, steigt er nicht an. Aber in der Quantenphysik kann der Ball dank des Prinzips der Ungewissheit, das für die Welt des unendlich Kleinen gilt, auch mit begrenzter Energie unter den Berg gehen.
Durch Ausnutzung dieses Phänomens bauten die Forscher in ihrem speziellen Labor eine Nanodiode, die Infrarotwellen in Energie umwandeln kann, sodass die Elektronen eine kleine Barriere passieren. Alles, was sie tun mussten, war, Antennen zu erzeugen, die ein Magnetfeld erzeugen können, das stark genug ist, um die Elektronen durch eine Barriere zu "drücken", was mit dem "Hügel" im vorherigen Beispiel verglichen werden kann.
"Beweis, dass das Konzept funktioniert"
"Am schwierigsten war es, die beiden Arme unserer Antenne im Nanobereich zu überlappen [die die Barriere in der Mitte des Geräts hielt]", sagt Gaurav Jayaswal, ein weiterer Forscher an der KAUST-Universität. wir hatten Erfolg."
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Infolgedessen konnten die Forscher Infrarotstrahlung in Energie umwandeln. Offensichtlich kann ihr Prototyp die Welt noch nicht mit Strom versorgen, weder mit Saudi-Arabien noch mit einem Handy. "Wir stehen ganz am Anfang, dies ist nur ein Beweis dafür, dass das Konzept funktioniert", bestätigt Atif Shamim. Aber durch die Herstellung von Millionen ihrer Mini-Wellensensoren "könnten wir die globale Stromerzeugung verbessern", hofft er. Ein weiterer Schritt in Richtung Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen.
Hey bin zamis, wenn es wirklich funktioniert (Nachhaltigkeit?) Und es ist nicht zu teuer, es umzusetzen wird eine neue industrielle Revolution sein!
(und 3 mal weniger als nuklear amortisiert)
