Effetto tunneling quantistico: l'energia "infinita" della radiazione infrarossa?

Il solare termico in tutte le sue forme: riscaldamento solare, acqua calda, la scelta di un collettore solare, solare a concentrazione, forni e fornelli solari, di accumulo di energia solare entro il buffer di calore, solare piscina, aria condizionata e fredda solare ..
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Christophe
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Effetto tunneling quantistico: l'energia "infinita" della radiazione infrarossa?




da Christophe » 19/02/18, 21:21

Sembra abbastanza serio: https://www.lexpress.fr/actualite/scien ... 83393.html (anche se non ho capito tutto ... ^^)

Ovviamente nulla è infinito, ma su scala globale e umana può essere considerato anche ... perché milioni di gigawatt non sono comunque male!

E se l'energia infinita, pulita e libera, venisse dalla radiazione infrarossa?

I raggi infrarossi, che attraversano la Terra, possono essere convertiti in energia grazie a un nuovo processo basato sull '"effetto tunneling quantistico".

I ricercatori sauditi hanno appena scoperto un modo per recuperare il calore dalla radiazione infrarossa e trasformarlo in energia pulita e rinnovabile. Nel loro studio pubblicato su Materials Today Energy, spiegano di aver raggiunto questa impresa grazie a minuscole antenne che operano grazie all '"effetto tunnel", un fenomeno derivante dalla meccanica quantistica.


Per comprendere l'importanza della loro scoperta, dobbiamo prima ricordare alcuni fatti. La maggior parte della luce del sole che raggiunge la superficie terrestre è assorbita dai suoli, dagli oceani e dall'atmosfera, riscaldando la Terra. Questo riscaldamento provoca emissioni permanenti di radiazioni infrarosse. Secondo stime di esperti, queste radiazioni produrrebbero milioni di gigawatt. In confronto, la centrale nucleare di Gravelines, la più potente in Francia, produce megawatt 5460.

"Pannelli solari 24 ore al giorno"

L'obiettivo degli scienziati della King Abdullah University of Science and Technology (KAUST), in Arabia Saudita, era di rilevare questa radiazione e "catturarla" per convertirla in elettricità. L'interesse? "A differenza dell'energia dei pannelli solari, che sono limitati dalla luce del giorno e dalle condizioni meteorologiche, l'energia termica a infrarossi può essere raccolta 24 ore al giorno", ha affermato Atif Shamin, autore principale dello studio, il sito dell'università saudita. "Essere in grado di raccogliere questa energia potrebbe sconvolgere completamente il settore delle energie rinnovabili", aggiungono i ricercatori nel loro studio.

Il che è positivo, visto che hanno appena trovato una soluzione. "Un modo per farlo è trattare il calore infrarosso come onde elettromagnetiche ad alta frequenza. Utilizzando antenne appropriate, le onde catturate vengono inviate a un diodo semiconduttore, che trasforma il segnale AC [del 'onda] dalla corrente per ricaricare una batteria o qualsiasi apparecchiatura elettrica ", spiega Atif Shamin.

Antenne nanoscopiche

Ovviamente tutta la difficoltà del progetto risiedeva nella concezione di queste famose "antenne raddrizzatrici" [antenne capaci di convertire l'energia a radiofrequenza in corrente continua]. "Le emissioni infrarosse hanno lunghezze d'onda così corte che servono micro antenne, o meglio nanoscopiche [di un miliardesimo di metro]", prosegue il ricercatore. Chiaro? La cattura di queste onde richiede antenne totalmente invisibili ad occhio nudo, molto più piccole di un millimetro.

Fino ad ora, non c'erano dispositivi al mondo in grado di trasformare queste onde in elettricità, sottolineano i ricercatori. Ed è per questo che si sono rivolti a un dispositivo che utilizza l'effetto tunnel, un fenomeno molto comune nella meccanica quantistica.

L'esempio più semplice per capirlo è quello di una palla per arrampicarsi su una collina. Nella fisica classica, se la palla non è stata spinta con sufficiente energia, non sale. Ma nella fisica quantistica, la palla può passare sotto la collina, anche con energia limitata, grazie al principio di incertezza, che si applica al mondo dell'infinitamente piccolo.

Sfruttando questo fenomeno, i ricercatori hanno costruito, nel loro laboratorio dedicato, un nano-diodo in grado di trasformare le onde infrarosse in energia facendo passare gli elettroni attraverso una piccola barriera. Tutto quello che dovevano fare era creare antenne in grado di creare un campo magnetico abbastanza potente da "spingere" gli elettroni attraverso una barriera, che può essere paragonata alla "collina" nell'esempio precedente.

"Prova che il concetto funziona"

“La parte più difficile è stata avere i due bracci della nostra antenna sovrapposti, su una nanoscala, [che teneva la barriera al centro del dispositivo], dice Gaurav Jayaswal, un altro ricercatore presso la KAUST University. ci siamo riusciti. "

tunnel quantique_6015824.jpg
tunnel-quantum_6015824.jpg (89.31 KIO) Accesso a 7608 volte


Di conseguenza, i ricercatori sono stati in grado di trasformare la radiazione infrarossa in energia. Ovviamente, il loro prototipo non può ancora fornire elettricità al mondo, né all'Arabia Saudita, né a un telefono cellulare. "Siamo all'inizio, questa è solo la prova che il concetto funziona", riconosce Atif Shamim. Ma, producendo milioni dei loro sensori a mini onde, "potremmo migliorare la generazione di energia globale", spera. Un ulteriore passo verso l'indipendenza dai combustibili fossili.


Ehi bin zamis se funziona davvero (sostenibilità?) E non è troppo costoso da implementare sarà una nuova rivoluzione industriale!
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da izentrop » 19/02/18, 23:04

Christophe ha scritto:Raggi infrarossi, che attraversano la Terra da un lato all'altro
Dovevano confondersi con i neutrini :shock:
Abbiamo dimostrato un design rettale completamente passivo di 28,3 THz (10,6 μm) utilizzando Al 2 O 3 come strato isolante tra due diversi metalli funzionali, vale a dire Au e Ti. I risultati, sebbene non i migliori in termini di efficacia, sono abbastanza promettenti da portare a ulteriori studi in questo settore. https://www.sciencedirect.com/science/a ... 6917301739
Oro e titanio, prezzo di domanda ??
Dovrà aspettare ancora un po ' : Wink:
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da izentrop » 20/02/18, 00:06

E non è nuovo, già in 2008 https://www.futura-sciences.com/planete ... uge-16390/
Il team ha studiato il comportamento di diversi materiali, tra cui rame, oro, manganese, sottoponendoli a radiazioni infrarosse precise al fine di determinare mediante simulazione al computer le migliori forme e dimensioni delle antenne. Una perfetta ottimizzazione, tenendo conto di tutti questi parametri, consentirebbe di ottenere un rendimento di 92% infrarosso, il che è molto lontano dal caso dei collettori solari convenzionali.
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da moinsdewatt » 20/02/18, 20:47

e in questo esperimento sarebbero riusciti a raccogliere quanti microWatt?
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Christophe
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da Christophe » 21/02/18, 02:02

Ti avevo detto che non capivo tutto ... a quanto pare non sono l'unico : Cheesy:
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da ENERC » 21/02/18, 19:32

] Tutto quello che dovevano fare era creare antenne in grado di creare un campo magnetico abbastanza potente da "spingere" gli elettroni attraverso una barriera, che può essere paragonata alla "collina" nell'esempio precedente.

Il problema è lì
Un oggetto non riscaldato emette tanto IR quanto riceve. Quindi per catturare l'IR hanno bisogno di un buon campo magnetico.

Solo che il sensore si tufferà nella temperatura. Può funzionare in laboratorio o nel deserto. Altrove, gelerà e diventerà un cubetto di ghiaccio molto grande che non passerà più gli IR.
Resta anche da dimostrare che il consumo per mantenere il campo magnetico non consuma più di quanto si recuperi .....
Venendo dai sauditi, non è più facile mettere fuori i pannelli solari?
Masdar e il suo partner francese EDF hanno presentato l'offerta più bassa per il progetto a 1.79 centesimi USA per chilowattora (kWh), secondo l'ufficio per lo sviluppo di progetti di energia rinnovabile dell'Arabia Saudita (Repo), che ha letto ieri i contributi delle aziende in un webcast in diretta , con Masdar che arriva in 24 per cento in meno rispetto alla seconda offerta più bassa dell'Acwa Power dell'Arabia Saudita.


1.79 cento per kWh :shock: ... in euro 10x inferiore a quello che paghiamo da noi :? (e 3 volte inferiore all'ammortamento nucleare)
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da izentrop » 22/02/18, 11:06

ENERC ha scritto:Può funzionare in laboratorio o nel deserto. Altrove, gelerà e diventerà un cubetto di ghiaccio molto grande che non passerà più gli IR.
Noi non siamo qui :shock:
Quando arriveremo a mettere diversi milioni di queste antenne per cm² sarà già un grande passo.

Un'altra tecnologia molto più promettente è il pannello fotovoltaico multi-giunzione brevettato in 1955
Immagine http://www.cleantechrepublic.com/2011/1 ... ment-2020/
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da Peter » 29/10/23, 19:26

Mi astengo dal commentare un "concezione...rettale" (...)
Irrita le emorroidi!
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