Tim peneliti dari Universitas Sains dan Teknologi King Abdullah (KAUST) telah mengembangkan perangkat yang menggunakan radiasi inframerah untuk pembangkit listrik. Perangkat akan melakukan pembangkitan dengan mentransisikan seper triliun sinyal gelombang kedua menjadi listrik yang dapat digunakan. Para peneliti mengatakan bahwa panas inframerah dapat digunakan 24 jam sehari. Panas residual atau inframerah dapat diperlakukan sebagai gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi untuk mencapai target. Antena dirancang dengan cara yang benar untuk mengumpulkan gelombang dan dikirim ke penyearah. Penyearah biasanya berupa dioda semikonduktor yang mengubah sinyal bolak-balik menjadi arus listrik.
Karena emisi inframerah memiliki panjang gelombang yang sangat kecil, para peneliti tim KAUST mengatakan bahwa mempraktekkan desain rectenna ini sangat sulit. Emisi inframerah juga membutuhkan antena mikro atau nano yang juga sulit untuk dibuat dan diuji. Gelombang inframerah berosilasi lebih cepat daripada semikonduktor biasa dan dapat memindahkan elektron melalui persimpangannya. Pemimpin proyek Atif Shamim mengatakan: “Tidak ada dioda komersial di dunia yang dapat beroperasi pada frekuensi tinggi. Itu sebabnya kami beralih ke terowongan kuantum. “
Menciptakan energi dari sumber terbarukan adalah alternatif yang sangat baik untuk menghasilkan energi yang bersih dan berkelanjutan. Teknologi fotovoltaik konvensional mengumpulkan energi hanya dari rentang spektrum yang terlihat dan membiarkan jangkauan inframerah sepenuhnya tidak terbungkus. 80 persen radiasi yang berasal dari matahari diserap oleh atmosfer dan permukaan bumi. Gelombang yang sama sekali lagi dipancarkan sebagai radiasi infra merah sedang. IR juga dipancarkan dari sumber lain seperti pemanasan logam, pemanasan cairan, pembangkit uap, perlakuan panas, dan aglomerasi. Suhu untuk proses ini bervariasi dari 250 K hingga 1500 K dan panjang gelombang yang sesuai juga bervariasi di pertengahan inframerah.
Perangkat terowongan seperti dioda logam-isolasi-logam (MIM) mengubah gelombang inframerah menjadi arus dengan menggerakkan elektron melalui dinding kecil. Dioda MIM dapat menangani sinyal frekuensi tinggi berdasarkan urutan femtoseconds, karena penghalang ini hanya setebal satu nanometer. Para peneliti menggunakan antena nano berbentuk dasi yang menahan film isolasi antara dua lengan logam yang saling bersilangan, ini menciptakan medan yang dibutuhkan untuk membuat terowongan. Gaurav Jayaswal, seorang peneliti postdoctoral, mengatakan: “Bagian yang paling sulit adalah tumpang tindih skala nano dari kedua lengan antena, yang membutuhkan penyelarasan yang sangat tepat. Namun, dengan menggabungkan trik pintar dengan alat canggih di fasilitas nanofabrikasi KAUST, kami mencapai langkah ini. “
Dioda MIM dapat menangkap gelombang inframerah dengan tegangan nol. Ini dilakukan dengan memilih logam dengan fungsi pekerjaan yang berbeda. Ini adalah fungsi pasif yang menyalakan perangkat bila perlu. Bowtie mampu memanen energi dari radiasi. Tidak ada efek termal yang digunakan untuk memanen energi. Eksperimen inframerah mampu menunjukkan hasilnya. Para peneliti juga mengatakan bahwa ini hanyalah awal dari pembuktian konsep. Mungkin ada jutaan perangkat semacam itu yang dapat digunakan untuk meningkatkan pembangkitan listrik dan mengatasi kekurangan daya secara keseluruhan.
