Erneuerbare Energien sind ein wichtiger Teil der Zukunft auf dem Energie-Markt. Soweit besteht weitestgehend Einigkeit. Das Problem: Die Gewinnung erneuerbarer Energien ist zumeist von Umwelteinflüssen wie beispielsweise Wind oder Sonne abhängig. Außerdem sind Zwischenschritte nötig, um die Energie zu Strom zu machen. Forscher des Georgia Institute of Technology ist es gelungen, eine Technologie zu entwickeln, die die Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien revolutionieren könnte.


Rectenna
Bild: Rob Felt/Georgia Tech

Strom aus Licht: Rectenna setzt auf Nanoteilchen

Den Forschern gelang es, die weltweit erste optische Rectenna zu entwickeln, wie sie in dem Fachmagazin Nature Nanotechnology berichten. Bei einer optischen Rectenna handelt es sich um eine Mischung aus einer Diode und einer Antenne, die Licht ohne weitere Zwischenschritte direkt in Gleichstrom umwandeln kann. Die Rectenna muss nicht gekühlt werden und die Sonne als Energiequelle wird nicht benötigt. Die Rectenna vom Team des Georgia Institute of Technology arbeitete in Tests bei Temperaturen zwischen 5 und 77 Grad Celsius.

Die Rectenna setzt bei der Umwandlung von Licht und Strom auf Nanotechnologien: Im Wesentlichen besteht sie aus einem Wald von winzigen Kohlenstoffröhrchen, auf denen sich Gleichrichter befinden, die so empfindlich sind, dass sie auch auf kleinste elektromagnetische Schwankungen reagieren und extrem schnell an- und ausgeschaltet werden können, was eine geringe elektrische Spannung erzeugt. Durch die hohe Anzahl der Röhrchen wird ein nutzbarer Gleichstrom erzeugt. Rectenna-Kraftwerke könnten künftig Strom aus Licht oder aber auch aus Abwärme gewinnen.


Rectenna hat ein Effizienzproblem

Wie so oft hapert es auch bei der vom Georgia Institute of Technology entwickelten Rectenna an der Effizienz. Diese beträgt momentan noch weniger als einen Prozent – es wird also nur sehr wenig Licht auch tatsächlich in Strom umgewandelt. Der nächste Schritt muss also darin bestehen, die Effizienz zu erhöhen. Momentan versucht das Team, den elektrischen Widerstand des Systems zu erhöhen. Baratunde Cola, einer der beteiligten Wissenschaftler, glaubt, dass so eine Effizienz von 40 Prozent und mehr erreichbar ist. “Letztlich könnten wir so Solarzellen produzieren, die doppelt so effizient und zehnmal so günstig sind wie bislang”, so Cola.

Wenn dieser Schritt gelingen würde, dann würde es sich bei der optischen Rectenna wirklich um eine radikale Verbesserung im Bereich erneuerbare Energien handeln. Die Forscher rechnen damit, dass die Entwicklung bereits in einem Jahr Marktreife erlangen könnte. Wir werden also bald erfahren, ob die optische Rectenna hält, was sie verspricht.

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