A placa acima é a primeira antena retificadora óptica do mundo, um dispositivo que é metade antena, metade diodos retificadores – e ela é capaz de converter a luz diretamente em corrente contínua.
Desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia, o dispositivo usa nanotubos de carbono que agem como pequenas antenas e capturam luz.
Esse dispositivo pode ser ótimo na captura de eletricidade a partir da luz solar. “Podemos criar células solares que são duas vezes mais eficientes a um custo que é dez vezes menor”, diz Baratunde Cola, um dos pesquisadores, ao PhysOrg.
Basicamente, a luz cria uma carga elétrica que viaja através de retificadores em miniatura colocados nas paredes dos nanotubos. Os circuitos retificadores convertem a corrente alternada (usada para transmitir energia elétrica) em corrente contínua (usada para armazenar energia em baterias, pilhas e células solares).
Os retificadores ligam e desligam na taxa dos petahertz – um milhão de vezes mais rápido que um GHz. O resultado é uma pequena corrente contínua criada de forma direta, em vez de em um processo de múltiplos passos como na maioria das células solares. A pesquisa foi publicada na Nature Nanotechnology.
“Tudo começa com nanotubos de carbono verticalmente alinhados em um substrato condutor. Usando deposição química de camadas atômicas em vapor, os nanotubos são revestidos com um material de óxido de alumínio para isolamento. Por fim, usa-se deposição física de vapor para colocar finas camadas opticamente transparentes de cálcio por cima dos nanotubos…
Durante a operação, ondas de luz oscilantes passam através do eletrodo transparente de cálcio-alumínio e interagem com os nanotubos. As junções metal-isolante-metal nos nanotubos servem como retificadores que ligam e desligam a intervalos de femtossegundos, permitindo que elétrons gerados pela antena fluam em direção ao eletrodo no topo.”
Com a construção de milhares de milhões desses nanotubos em uma matriz, é possível criar uma corrente significativa. Há um porém: agora, os dispositivos criados pelos pesquisadores são menos de 1% eficientes, o que significa que muito pouco da luz realmente é convertida em eletricidade.
A equipe agora está tentando desenvolver formas de aumentar essa eficiência, principalmente ao reduzir a resistência elétrica dentro dos dispositivos – eles acreditam que isso pode ser facilmente cortado para prover eficiência de até 40%.
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