Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Nanoantennen sammeln Sonnenenergie

13.08.2008
Über 80 Prozent Wirkungsgrad stechen Solarzellen aus

US-Forscher haben ein neuartiges System entwickelt, um sehr effizient Solarenergie in elektrische Energie umzuwandeln. Es handelt sich um ein System aus Nanoantennen, die auf einer Plastikfolie aufgebracht sind.

Damit wird Infrarot-Strahlung, also Wärme, in Strom umgewandelt und das nach Angaben des Idaho National Laboratory (INL) mit einer Ausbeute von über 80 Prozent. Das ist deutlich mehr, als derzeit mit Solarzellen bei sichtbarem Licht möglich ist und könnte auch bei Nacht oder mit anderen Wärmequellen als der Sonne Strom liefern.

Ein weiterer Vorteil sei, dass die flexiblen Folien als stromproduzierende Hüllen von Handys und anderen Elektronik-Produkten geeignet wären. Auch die Herstellung des Systems sei günstig möglich, so das INL. Daher halten die Forscher es für möglich, dass ihr System Solarzellen komplett ablösen wird.

Statt sich auf sichtbares Licht und somit direkte Sonneneinstrahlung verlassen zu müssen wie Solarzellen, die im optischen Bereich arbeiten, nutzt das Nanoantennen-System infrarote Wärmestrahlung. Sie wird nachts von der Erde selbst abgegeben, nachdem diese tagsüber eingestrahlte Sonnenenergie gespeichert hat, und ist somit rund um die Uhr verfügbar. "Jeder Prozess in der Industrie erzeugt Abwärme", meint weiters INL-Physiker Steven Novack.

Auch diese könnte mittels Nanoantennen-Folien rückgewonnen und in Strom umgewandelt werden. Das flexible System könnte weiters für die Außenhüllen von Elektronikprodukten genutzt werden, um so beispielsweise Handys oder Media-Player mit Energie zu versorgen. Auch ein Einsatz als Kühlsystem ohne Bedarf an externer Energiezufuhr ist denkbar.

Die Nanoantennen können den Forschern zufolge aus einer Reihe von Materialien, darunter Gold, Mangan und Kupfer, gefertigt werden. Sie werden auf speziell behandeltes Polyethylen aufgebracht und schon auf einer Kreisfläche von rund 15 Zentimetern Durchmesser finden sich über zehn Mio. der winzigen Antennen. Der Fertigungsprozess sei günstig und liefere leistungsfähige Systeme. Tests zufolge würden über 80 Prozent der Energie im verwendeten Infrarot-Bereich umgewandelt - deutlich mehr als die rund 20 Prozent Ausbeute, die gängige Solarzellen im sichtbaren Bereich haben, so das INL. "In bestimmten Wellenlängenbereichen absorbieren aber auch Solarzellen fast 100 Prozent", meint dazu Lukas Schmidt-Mende, Physikprofessor an der Ludwig-Maximilians-Universität München, im Gespräch mit pressetext. Insofern sei der INL-Vergleich nicht ideal.

Damit das System auch wirklich zur Stromgewinnung genutzt werden kann, ist laut INL noch ein Problem zu lösen. Die Nanoantennen würden durch die Infrarot-Einstrahlung Mrd.-mal pro Sekunde schwingen und entsprechend hochfrequenten Wechselstrom liefern. Um diesen in nutzbaren Gleichstrom umzuwandeln, sind sogenannte Gleichrichter erforderlich - doch können aktuelle Modelle dem INL zufolge die hohen Frequenzen nicht bewältigen. "Dieses Problem gibt es bei normalen Solarzellen nicht", meint Schmidt-Mende. Für das vielversprechend klingende neuartige System könne es dagegen zu einer großen Hürde werden. Dafür sprechen auch Angaben des INL. Geeignete Nano-Gleichrichter müssten etwa 1.000-mal kleiner gefertigt werden als handelsübliche Modelle.

Der aktuelle Stand der INL-Forschung wird heute, Mittwoch, auf der American Society of Mechanical Engineers 2008 2nd International Conference on Energy Sustainability http://www.asmeconferences.org/ES2008 präsentiert.

Thomas Pichler | pressetext.deutschland
Weitere Informationen:
http://www.inl.gov

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Flüssiger Treibstoff für künftige Computer
15.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise