2010年01月24日

アンテナで光を吸収・放出するナノアンテナは、太陽電池、照明、冷房、暖房の代替となるか

レクテナは、rectified(整流)+antenna(アンテナ)の合成語で、電磁波を受信し、整流して電力に再生するデバイスです。大きなものでは宇宙太陽発電から、小さなものでは非接触ICカードなどで使われます。

このレクテナのサイズをどんどん小さくすると、チューニングされる波長も短くなります。ナノスケールまで小さくすれば、赤外光や、可視光を吸収したり、逆に放出するデバイスになります。


このデバイスは、nano antenna、あるいは短くnantennaと呼ばれています。

何に使えるでしょうか。

まず、太陽電池のように、光を吸収して電力に変えるデバイスになります。
太陽電池と違う点は、アンテナのように、同じデバイスが電磁波の放出にも使える点です。
照明装置にもなる可能性があります。

波長のチューニングができますので、赤外線の吸収や放出もできます。
複数の波長にチューニングできるデバイスの研究も行われています。
現在の太陽電池では利用できない赤外線を電力に変えることもできますので、
太陽電池より効率を高められるかもしれません。理論効率は85%ぐらいとのこと。

赤外線の吸収や放出ができると、たとえば、部屋の壁につければ、冷房や暖房にも使えます。
壁てなくても、服でもいいかも知れません。服で身体から出る遠赤外線を吸収すれば、エアコンを使わなくても身体が冷やせます。放射冷却と同じです。
逆に、服から遠赤外線を出せば、身体を温めることもできます。



やわらかいデバイスが作れて、要は細かいアンテナを作るだけなので、製造コストも下げられます。
テラヘルツで作動する効率の良いダイオードが必要なことは課題です。

まだプロトタイプで、効率は1%程度ですが、10年後ぐらいには実用化するかもしれません。
どんな応用が登場するでしょうか。

参考情報:
Nano-Antennas for Solar, Lighting, and Climate Control
(2008年2月7日、Ecogeek.org)
DARPA: Design and Development of Infrared Rectennas for Energy Harvesting
(CoolCAD Electronics, LLC.)

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posted by 竹内敬治 at 22:49 | Comment(0) | TrackBack(0) | エネルギー・ハーベスティング | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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