柔軟なナノアンテナ配列で豊富な太陽エネルギーを捕獲(米国)

出典：http://www.nedo.go.jp/kankobutsu/report/1028/1028-16.pdf?nem
ＮＥＤＯ海外レポート ＮＯ.1028, 2008.9.3【産業技術】 ナノテク
柔軟なナノアンテナ配列で豊富な太陽エネルギーを捕獲(米国)
－太陽光や廃熱からの赤外線を捕獲するナノアンテナを試作－
太陽光や他の発生源により生成された熱エネルギーを集める何10 億個ものナノアンテナを含んだプラスチックシートを生産する安価な方法が考案された。米国エネルギー省(DOE)アイダホ国立研究所(INL)で開発された、この技術は、柔らかい材料上に大量加工することができる太陽エネルギー集光器に向けた最初のステップである。利用可能な電力へのエネルギー変換方法を開発する必要があるが、このシートは、従来の太陽電池より高い効率でハイブリッド自動車からiPods まですべてに電力を供給する軽いスキンとして製造することがやがて可能であろう、とアイダホ国立研究所の研究者が米機械学会2008 の第2 回エネルギー持続可能性国際会議でこの発見を報告している。さらに、このナノアンテナは、電力を使用せずに、建物やエレクトロニクスからの廃熱を取出す冷却機の役割をする可能性を持っている。このナノアンテナは中間赤外線領域(THz 波)を目標としている。地球は、日中に太陽からエネルギーを吸収した後に、熱としてそれらを連続的に放射している。対照的に、これまでの太陽電池は可視光線のみしか使用しておらず、日没後はその利用は無効となる。さらに、赤外線は、石炭火力発電所のような生産プロセスにおいて発生されるので、特に豊富なエネルギー源である。「我々の産業界のすべてのプロセスは廃熱を発生している。まさに、赤外線は我々が単に投げ捨てているエネルギーである」とINL の物理学者スティーヴン・ノーバックは語る。研究チームは、INL エンジニアのデール・ケッター、マイクロコンティニューム社(ケンブリッジ、マサチューセッツ州)のW.デニス・スレィファーおよび現ミズーリ大学のパトリック・ピンヒローからなり、ノーバックが研究チームを取りまとめている。ナノアンテナは、小さな金の正方形あるいはスパイラル状で、ビニール袋に使用されている材料である、ポリエチレンの特殊処理された上に組み込まれている。このナノアンテナの寸法はおよそ5 ミクロンで、直径15cm におよそ10 億個のアンテナが含まれる)マイクロ波のような電磁スペクトルのより低い周波数領域からのエネルギーを集めるアンテナは、成功裡に発明されているが、赤外線はより集光しがたいことが分かっていた。この理由の一部は、材料の特性が高い周波数の波長では極端に変化するということであった、とケッターが述べる。研究者はナノアンテナの計算機モデルを構築するために、赤外線での、金、マンガンお
よび銅を含む様々な材料の振る舞いを研究し、その結果のデータを使用した。その結果に

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