mboost-dp1

Idaho National Laboratory

Ny opfindelse omdanner infrarød stråling til el

- Via DailyTech - , redigeret af Emil , indsendt af bonna

I USA har forskere fra Idaho National Laboratory (INL) udviklet en ny metode til at lave elektricitet, der kan revolutionere verden. Forskerne har fundet ud af, hvordan de kan omdanne energien i infrarød stråling til elektricitet.

Infrarød stråling er det, som vi opfatter som varme, og varme opstår overalt, med solen som en af de helt store kilder, men også næsten alle maskiner og motorer, selv mennesker, danner infrarød stråling.

Ved at lave mikroskopiske antenner af guld, trykt på et stykke plastic, så er det muligt at opfange en given bølgelængde i det infrarøde spektrum. Ved at tilrette antennerne, så kan andre bølgelængder opfanges, og på den måde kan hele det infrarøde område dækkes.

I de første praktiske forsøg har forskerne opnået en udnyttelsesgrad på 80 %, og teoretisk kan udnyttelsesgraden komme op på 92 %. Der er dog endnu ét stort problem, der skal overvindes, før antennerne kan anvendes – den opfangede energi omdannes til vekselstrøm, der veksler flere billioner gange i sekundet. Det er alt for hurtigt til, at man kan omdanne det til jævnstrøm, hvorfor dette problem skal håndteres først.

Forskerne er dog fortrøstningsfulde og er sikre på, at de nok skal få løst problemet.





Gå til bund
Gravatar #1 - Törleif Val Viking
13. aug. 2008 06:47
Antenner af guld lyder ikke specielt billigt!
Godt fremskridt, med videre udvikling for de forhåbentlig knas på både, pris produktion og vekselstrøm :)

Perspektiverne i produktet er jo enorme!
Gravatar #2 - runeks
13. aug. 2008 06:53
Det lyder jo helt genialt! Det har da enorme perspektiver så vidt jeg kan se.

Men det er interessant at vide hvor meget energi der fx er i den infrarøde stråling fra solen. For at se hvor meget energi vi egentlig kan få ud af det her.

Men så er det tilbagevendende problem med at lagre energien der selvfølgelig stadig.

0 skrev:
Infrarød stråling er det, som vi opfatter som varme

Mere præcist er det det en form for strålevarme. Det er elektromagnetisk stråling der har en bølgelængde som gør at det meste af kroppens væv absorberer denne stråling og dermed bliver opvarmet.
Gravatar #3 - ghostface
13. aug. 2008 06:53
Hvis man forestillede sig man beklædte et areal på 1x1 meter med solceller og tilsvarende med dette materiale. Hvilken af de to producerer så mest el og hvad er egentligt billigst?
Gravatar #4 - angelenglen
13. aug. 2008 06:59
3 skrev:
Hvis man forestillede sig man beklædte et areal på 1x1 meter med solceller og tilsvarende med dette materiale. Hvilken af de to producerer så mest el og hvad er egentligt billigst?

Jeg ville gætte på almindelige solceller.
Dette materiale har godt nok en meget højere udnyttelsesgrad, men er tilgengæld begrænset til det infrarøde spektrum, hvor almindelige solceller har et langt større spektrum at tage energi fra.

Men det er svært at sige, uden at have nogle data at sammenligne ud fra.
Gravatar #5 - ToMMeR
13. aug. 2008 07:38
Jeg ville gætte på almindelige solceller.
Dette materiale har godt nok en meget højere udnyttelsesgrad, men er tilgengæld begrænset til det infrarøde spektrum, hvor almindelige solceller har et langt større spektrum at tage energi fra.
Men det er svært at sige, uden at have nogle data at sammenligne ud fra.


Umiddelbart, hvis de kan udvikle en enhed som kan omdanne det til 100Hz uden det store tab vil jeg sige det her.

Forstår ikke hvorfor de kun nævner infrarødt lys?
Men denne teknologi kan de jo udvinde energi hva alt slags lys blot vil at tilpasse antennerne bølgelængderne fra hele lysspektret. Her er infrarødt lys selvfølgelig det der afgiver mest energi.

Lys er jo radiobølger, og antennerne opfanger jo blot radiobølgerne som en hvilken som helst radioantenne, disse er bare tilpasset til bølgelængden (Derfor en mikroskopiske størrelse). Derfor den høje udnyttelse på 80-92%

Det største problem tror jeg er at udvikle noget som kan omdanne de 200THz til 100Hz uden tab.
På den anden side, en del af tabet vil nok blive varme / infrarød stråling, og så kunne den jo opfange dette også og dermed mindske tabet.
Gravatar #6 - Anders
13. aug. 2008 07:52
5 skrev:

Forstår ikke hvorfor de kun nævner infrarødt lys?
Men denne teknologi kan de jo udvinde energi hva alt slags lys blot vil at tilpasse antennerne bølgelængderne fra hele lysspektret. Her er infrarødt lys selvfølgelig det der afgiver mest energi.


Jeg tror at grunden til de fokusere på infrarødtlys er at det som nævnt jo er det vi forbinder med varme, og varme ser ma ofte som energitab, da det er svært at udnytte/omdanne til andre energiformer. Men som du selv er inde på burde det sagtens kunne overføres til andre bølgelængder.
Gravatar #7 - knasknaz
13. aug. 2008 08:12
"Der er dog endnu ét stort problem, der skal overvindes, før antennerne kan anvendes... "

Mon de når at få det til at virke i min levetid?
Gravatar #8 - hr. værk
13. aug. 2008 08:13
#6 mit gæt er også at det er en fordel at satse på det infarøde spektrum fordi det ikke kun er solen der producerer det, fx vil jeg tro at det burde være muligt at pakke sin CPU ind i dette materiale og på den måde køle den og samtidig sende strøm tilbage til en strømbesparelse. faktisk vil jeg tro at dette kunne være med til at køle jorden som helhed hvis det bliver udbredt nok og så kunne vi muligvis undgå global opvarmining eller direkte få global nedkøling, hvis vi da har guld nok til det.

Fordelen ved at bruge guld burde iøvrigt være at skidtet holder for evigt da guld er et ædelmetal der ikke oxiderers.
Gravatar #9 - runeks
13. aug. 2008 08:23
7 skrev:
"Der er dog endnu ét stort problem, der skal overvindes, før antennerne kan anvendes... "

Mon de når at få det til at virke i min levetid?

Det lyder umiddelbart som at de tror de får det løst i deres levetid i hvert fald:

0 skrev:
Forskerne er dog fortrøstningsfulde og er sikre på, at de nok skal få løst problemet.
Gravatar #10 - mhartvig
13. aug. 2008 08:36
I tænker ikke stort nok - Trådløs strøm:P WoooO!!!:P

Men er inferød stråling skadelig?
Gravatar #11 - myplacedk
13. aug. 2008 08:39
5 skrev:
Forstår ikke hvorfor de kun nævner infrarødt lys?

Jeg har et gæt.

Forestil dig at en foton rammer en antenne. Hvis antennen har den rette længde, bliver fotonet omdannet til strøm. Har antennen ikke den rette længde, går fotonet "tabt".
Derfor tilpasser man antennernes længde til de fotoner der er flest af. Hvis det er infrarøde, så er det kun infrarødt lys man opfanger.

Jeg gætter fx. ud fra hvordan menneskets øje fungerer. Der er stave og tappe til at opfange lyset med.
Tappe opfanger specifikke farver, og stavene opfanger hele det synlige spekter.
Fx. en grøn tap opfanger kun grønt lys. Rødt og blåt lys der rammer en grøn tap, går tabt. Derfor har vi også de smarte stave, som opfanger hele spektret, og derfor er langt mere følsomme. (Hvilket forklarer hvorfor man ikke kan se farver, når der er meget mørkt.)
Gravatar #12 - myplacedk
13. aug. 2008 08:41
10 skrev:
I tænker ikke stort nok - Trådløs strøm:P WoooO!!!:P

Men er inferød stråling skadelig?

Hvis der er nok af det, kan du brænde dig på det. Fx. hvis man står for tæt på et bål.

Men generelt er det ikke skadeligt. Heldigvis da, for ALT udstråler infrarødt lys. (Dvs. alt med en temparatur over det absolutte nulpunkt, men det dækker jo i praksis over alle objekter på planeten.)
Gravatar #13 - runeks
13. aug. 2008 08:44
Ved at Wiki'e den lidt (ja, jeg keder mig på arbejde) ser det ud til at den mængde energi vi får fra solens infrarøde stråling (målt af en satelit uden for jordens atmosfære vinkelret på strålingen) er 1093 W/m^2 (det varierer ca. 7% gennem året). Dette må så være den maksimale mængde energi som er cirka nul og natten, stiger indtil det når dets max om middagen og falder så igen som solen går ned til cirka nul. Og det må antages at dette er ved ækvator og aftager jo længere man bevæger sig mod polerne.

Disse tal er baseret på flg. Wikipediaartikel (http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_radiation) hvor der står:

"[...] the Sun's incoming electromagnetic radiation (Solar radiation) per unit area, measured on the outer surface of Earth's atmosphere in a plane perpendicular to the rays [...] [is] roughly 1366 watts per square meter (W/m²)"

Og på siden http://www.saunacare.net/introduce.html står der at 80% af energien fra solen er fra infrarød stråling.


11 skrev:
Derfor har vi også de smarte stave, som opfanger hele spektret, og derfor er langt mere følsomme. (Hvilket forklarer hvorfor man ikke kan se farver, når der er meget mørkt.)

Er det ikke bare fordi der er flere stave end tappe at øjet er mere følsomt overfor lysstyrke end farve?

12 skrev:
Men generelt er det ikke skadeligt. Heldigvis da, for ALT udstråler infrarødt lys. (Dvs. alt med en temparatur over det absolutte nulpunkt, men det dækker jo i praksis over alle objekter på planeten.)

Hehe, ja så er det sgu da ret heldigt at det ikke er skadeligt.
Gravatar #14 - CallOfDuty
13. aug. 2008 08:51
Infrarød konceptet har vi hørt før...
http://news.nationalgeographic.com/news/2005/01/01...

Sol paneler skal nok blive et kæmpe hit når de får alle de nye teknologier implementeret, og at prisen bliver billigere jo mere masse produktion der går i den.
Gravatar #15 - myplacedk
13. aug. 2008 09:04
13 skrev:
Er det ikke bare fordi der er flere stave end tappe at øjet er mere følsomt overfor lysstyrke end farve?

Fordelingen mellem tappe og stave kommer faktisk an på hvor på nethinden du kigger.
Fx. er der mange tappe i mindten af synsfeltet, men ikke så mange ude i siderne. (Hvilket forklarer hvor man ser bedre helt ude i siden af synsfeltet, når der er meget mørkt.)
I midten har vi nemlig større behov for at se farver nøjagtigt, end vi har i yderkanten.

Men pointen her er, at tappe jo kun opfanger omkring en tredjedel af lyset, og derfor ikke er så effektive. Man kan nemlig ikke putte en rød, grøn og en blå tap oven på hinanden, så et foton bliver opfanget uanset farve.
Gravatar #16 - salatbar
13. aug. 2008 10:00
FEDT! Nu har vi opfundet teknologien som kan omdanne varme fra mennesker til strøm. Der bliver slet ikke noget at lave for maskinerne når The Matrix engang bliver til virkelighed.
Gravatar #17 - luuuuu
13. aug. 2008 10:09
#16

Joh, de skal vel stadig lave det der fine lyserøde snask. :)
Gravatar #18 - runeks
13. aug. 2008 10:20
#15: Ja ok, nu er jeg med på hvad du mener.

Men man skal tænke på at "infrarødt lys" også dækker over et vist spektrum og ikke en enkelt bølgelængde (700 nm til 1 mm siger Wikipedia). Men da ca. 80% af energien fra solen er infrarødt lys virker det som et meget godt sted at starte ja.

Men kan det ikke være fordi at infrarød stråling har en lavere bølgelængde end synligt lys og derfor mere energi?
Gravatar #19 - mathiask
13. aug. 2008 10:26
Helle for et sæt undertøj lavet af det materiale. Så kan jeg holde min telefon, laptop og kamera opladet.
Gravatar #20 - Firestorm
13. aug. 2008 10:39
19 skrev:
Helle for et sæt undertøj lavet af det materiale. Så kan jeg holde min telefon, laptop og kamera opladet.


Lige præcis det jeg også tænkte på :D

#10-> Med hensyn til trådløs strøm, så er det faktisk noget man forsker i.. det kommer dog til at fungere på en helt anden måde, og i et helt andet spektrum.
Det kommer til at foregå ved at man har en afsender antenne og en modtager antenne - det havde de fleste vel regnet ud :) -
Og ved hjælp af resonnans, et fænonomen, som får et objekt til at vibrere, når det bliver udsat for energi i en bestemt frekvens, kan man, hvis man har to resonnante objekter (antenner) på samme frekvens/samme form, danne en stærk forbindelse.
Gravatar #21 - myplacedk
13. aug. 2008 10:51
18 skrev:
Men kan det ikke være fordi at infrarød stråling har en lavere bølgelængde end synligt lys og derfor mere energi?

Jeg mener at energien pr. foton er større jo kortere bølgelængden er (dvs. jo højere frekvensen er)

De fleste objekter på jorden udstråler kun infrarød lys, dvs. usynligt lys. (Medmindre man har et termisk kamera.)
Når noget så bliver varmere øges mængden af frigivne fotoner, og der begynder at komme fotoner med højere frekvens.

Når det er varmt nok, når frekvensen op i synligt lys. Den temparatur kalder man ofte for "rødglødende", da det er den røde del af spektret man rammer først.

Varmer man yderligere op kommer man til den grønne del af spektret. Der bliver nu udstrålet infrarød, rødt og grønt lys. Heraf er rødt og grønt synligt. De to tilsammen opfatter vi som gult.
Illustration: http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Hot_metalwork.j...

Varmer man yderligere op når vi også op i den blå ende af spektret. Rødt, grønt og blåt tilsammen kalder vi hvidt, objektet er nu hvid-glødende.

Fortsætter vi længere op endnu opnår vi også ultraviolette farver, og vi nærmer os solens temparatur.

Hele vejen igennem øges mængden af infrarød stråling, derfor indeholder solens stråler primært fotoner i den infrarøde del af spektret.

En glødepære fungerer efter samme princip: Tilstrækkelig varme afgiver lys. Derfor varmer man noget op, til det lyser. Det meste af energien bliver dog til varme.
Det er humlem i fx. sparepærer, men begrænser strålingen (energi-forbruget) til den del af spektret man faktisk kan se.
Gravatar #22 - runeks
13. aug. 2008 11:07
Interessant. Så må det vel være pga. en større intensitet af infrarødt lys at man foretrækker dette hvis det pr. foton har en lavere energi.
Gravatar #23 - myplacedk
13. aug. 2008 11:18
#22
Hvis 80% af energien ligger i det infrarøde område (#13), så er det jo lidt ligegyldigt hvor meget energi der er pr. foton. :)
Gravatar #24 - runeks
13. aug. 2008 11:49
Ja det er jo det :).
Gravatar #25 - hviidskid
13. aug. 2008 20:16
Hele pointen er at stort set alle måde vi udnytter energi idag (forbrændingsmotorer, el motorer, belysning) har en effektivitet på op til ca 70%. resten af energien bliver spildt som varme. Hvis vi nu kan genindvinde op til 92 % af dette spild....

Ja jeg behøver vel ikke at skære det ud i pap. Rest varme fra taget på huset kan drive dit køleskab. Bil motorer uden generator.
Gravatar #26 - GoofyChristoffer
13. aug. 2008 21:25
Interessant projekt :D. Altid godt at se nye energikilder...

Mht. guldet i det her projekt og prisen på det, burde princippet fungere ganske udmærket med andre metaller, men guld giver bare den største effektivitet.

Hmm... Så mangler vi bare at få lavet en satellit på størrelse med den fra James Bond - Die Another Day og komme på en holdbar løsning til at få transporteret energien ned på jorden :). Hvis man kan komme op på et areal på en kvadratkilometer, kan man konkurrere med moderne atomkraftværker i energiproduktion.
Gravatar #27 - Dijkstra
13. aug. 2008 22:08
Det lyder som et brud på termodynamikken.

Alt materiale over det aboslutte nulpunkt (og dvs. alt materiale) vil udsende infrarød stråling, - og det kan denne folie-antenne så omdanne til strøm.

Så vupti, - det perfekte køleskab. Og ikke alene køler det rigtig godt, - det laver faktisk størm ved processen.

Hvis dette virker (og jeg er bange for det er et stort hvis) så vil det uden tvivl revolutionerer vores verden.
Gravatar #28 - myplacedk
14. aug. 2008 05:06
#27
Det kommer da en på hvor effektivt det er. De vil nok kunne drive et køleskab, men hvis det kræver en "modtager" på 50 m2, så bliver det nok ikke så populært.

Man forventer jo heller ikke at en lampe kan blive selvforsynene ved at sætte en lille solcelle inde i skærmen.
Gravatar #29 - hejole
14. aug. 2008 11:05
19 skrev:
Helle for et sæt undertøj lavet af det materiale. Så kan jeg holde min telefon, laptop og kamera opladet.


Til gengæld vil du så altid gå rundt med små kolde krympenosser.
LOL
Gravatar #30 - myplacedk
14. aug. 2008 11:16
#29
Måske kan teknikken løse mere end ét problem: http://www.timesonline.co.uk/tol/news/uk/article40... ;-)
Gå til top

Opret dig som bruger i dag

Det er gratis, og du binder dig ikke til noget.

Når du er oprettet som bruger, får du adgang til en lang række af sidens andre muligheder, såsom at udforme siden efter eget ønske og deltage i diskussionerne.

Opret Bruger Login