Energii ze slunce lze využít i jinak

Sluneční záření, které dopadá na zemský povrch, pohlcuje částečně i zemská atmosféra a povrch oceánu.  Tím se nepřetržitě naše životodárná planeta zahřívá a vzniká, mimo jiné, infračervené spektrum tepelného záření. Tým vědců se zabýval otázkou, zda je možné takovou spoustu energie zachytit a využít v náš prospěch. Týká se to také odpadního tepla při průmyslové výrobě.

Princip zachycení tepelného, potažmo elektromagnetického záření v infračerveném oboru spektra, je poměrně jednoduchý. Jde o to, vyrobit speciální anténu, která infračervené tepelné záření zachytí, a elektromagnetické vlny o vysokých frekvencích posílá do elektronického zařízení s polovodičovými diodami. Ty fungují jako usměrňovač a převaděč, v němž se detekované impulsy převedou na stejnosměrný elektrický proud.
Technologie, která se opírá o poměrně jednoduchou teorii, však principiálně naráží na výrobu polovodičových součástek, běžně vyráběných v současném elektrotechnickém průmyslu. Antény – detektory totiž musí být specifické, musí zachytit velmi krátké vlnové délky a dosud neexistuje žádná dioda, která s tak vysokou frekvencí dokáže pracovat. Výzkumné týmy se proto zaměřily jinam. Do oblasti kvantové fyziky částic s využitím principu tzv. kvantového tunelování.

Co je to kvantové tunelování?

Pochopitelně, nemá to nic společného s tunelováním bankovních účtů ani bývalých státních podniků, název souvisí s pohybem elektronů napříč nepatrnou bariérou v tzv. tunelovacím mechanismu metal-insulator-metal (ve zkratce MIM).  Jedná se však o velmi specifickou bariéru o síle pouhý jeden nanometr a taková dioda pracuje s vysokofrekvenčním impulsem v řádu femtosekund. Dioda dokáže využít tímto způsobem infračervené vlny na výrobu stejnosměrného proudu.
Technické provedení antény spočívá v umístění tenoučké izolační vrstvičky mezi dvěma rameny z titanu a zlata, přičemž tyto kovy zvládnou vygenerovat elektromagnetické pole o potřebné intenzitě.
Prozatím se sice jedná jen o počátek výzkumu dalšího zdroje získávání elektřiny, antény dosud neposkytují dostatečný energetický výkon, ale zdá se, že toto není slepá ulička, a že jsou v tomto směru velké rezervy. V budoucnu může jít o statisíce až miliony takových zařízení, které významně výrobu elektřiny podpoří.