Bilim İnsanları Havadan Temiz Enerji Elde Etmenin “Şaşırtıcı Derecede Kolay” Bir Yöntemini Buldu

Bilim insanları, şaşırtıcı bir keşfe imza attılar ve havadan sürekli enerji elde etmek için hemen hemen her türden malzemenin kullanılabileceğini ortaya koydular.

Bu yeni gelişme, diğer enerji toplama cihazlarının bazı sınırlamalarını aşabilen pratik bir uygulama sunuyor. Malzemenin tek ihtiyacı, çapı 100 nanometreden daha küçük nano gözeneklere sahip olması. Bu, insan saçının genişliğinin yaklaşık binde biri kadar küçük bir boyut ve oldukça basit bir şekilde oluşturulabilir.

Massachusetts Amherst Üniversitesi’ndeki liderliğini Xiaomeng Liu’nun yaptığı bir ekip, bu tür malzemelerin nemli havadaki mikroskobik su damlacıklarından elektrik toplayabilme yeteneğini keşfetti.

Advanced Materials dergisinde yayımlanan makaleye göre araştırmacılar, bu keşfe “Standart Hava-gen etkisi” (generic Air-gen effect) adını verdiler.

UMass Amherst’ten mühendis Jun Yao yeni buluşla ilgili olarak şunları söyledi.

“Hava, büyük miktarda potansiyel elektrik taşır. Su damlacıklarından oluşan bir kütleden başka bir şey olmayan bir bulut düşünün. Bu damlacıkların her biri bir yük içerir ve koşullar uygun olduğunda bulut bir şimşek üretebilir. Ancak şimşekten elektriği güvenilir bir şekilde nasıl yakalayacağımızı bilmiyoruz. Yaptığımız şey, bizim için tahmin edilebilir bir şekilde ve sürekli olarak elektrik üreten, insan yapımı, küçük ölçekli bir bulut oluşturmak ve böylece onu hasat edebilmek.”

Havadan Enerji Elde Etmenin Yeni Yöntemi Bakteriye İhtiyaç Duymuyor

Ekip daha önce bir hava enerjisi toplayıcısı geliştirmiş olsa da bu sefer bakteriye ihtiyaç duyulmadan bu işi başardılar.

Yao, “Geobacter’i keşfettikten sonra fark ettik ki havadan elektrik üretme kabiliyeti – daha sonra ‘Hava-gen etkisi’ olarak adlandırdığımız şey – genel bir özelliktir. Kelimenin tam anlamıyla her türlü malzeme, belirli bir özelliğe sahip olduğu sürece havadan elektrik toplayabilir,” diye açıkladı.

Bu özellik, nano gözeneklerle ilişkilidir ve boyutları nemli havadaki su moleküllerinin hareket ettiği serbest ortalama yoluna dayanır. Yani bir su molekülünün başka bir su molekülüyle çarpışmadan önce havada kat edebileceği mesafedir.

Standart Hava-gen etkisi cihazı, selüloz, ipek proteini veya grafen oksit gibi ince bir malzeme filminden yapıldı. Havada bulunan su molekülleri, nano gözeneklere kolayca girip filmin içinden geçerken gözeneklerin kenarlarına çarpıyor. Bu çarpışmalar, malzemeye yük transfer ediyor ve su molekülleri filmdeki üst kısma ilerlerken alt kısma doğru hareket ediyor. Bu durumda, iki taraf arasında bir yük dengesizliği oluşuyor.

Bu durum, şimşek oluşumunda gözlemlediğimiz etkiye benzer. Yükselen hava, bulutun üstündeki su damlacıkları arasında daha fazla çarpışma yaratır ve sonuç olarak daha yüksek bulutlarda aşırı pozitif yük, daha düşük bulutlarda ise aşırı negatif yük oluşur.

Bu durumda, elde edilen yük küçük cihazları beslemek veya bir tür bataryada depolamak için kullanılabilir.

Havadan Elde Edilen Enerji Henüz İstenilen Verimlilikte Değil

Şu anda araştırmanın henüz erken aşamalarda olduğu belirtildi. UMass Amherst ekibinin test ettiği selüloz filmi, ortam koşullarında 260 milivoltluk bir spontane voltaj çıkışı üretirken, bir cep telefonu yaklaşık 5 voltluk bir voltaj çıkışına ihtiyaç duyar. Ancak filmlerin ince olması, Air-gen cihazlarını pratik uygulamalar için ölçeklendirilebilir hale getirmeyi mümkün kılıyor.

Araştırmacılar, farklı malzemeler kullanabilmenin cihazların kullanıldıkları ortama göre uyarlanabilmesini sağladığını belirtiyorlar.

 “Bu fikir basit, ancak daha önce keşfedilmemiş ve birçok olasılığı beraberinde getiriyor. Örneğin yağmur ormanlarında kullanılan bir malzemeden yapılmış biçerdöverler gibi farklı ortamlara uyarlanabilen cihazlar hayal edebilirsiniz.”

Ekip bir sonraki adımın, cihazları farklı ortamlarda test etmek ve ölçeklendirme üzerinde çalışmak olduğunu da belirtiyor. Daha önce de bir enzim sayesinde enerji toplama ile ilgili bir çalışma yapılmış olsa da, bu yeni yöntem daha umut verici bir gelecek vadediyor.

Temiz enerji elde edebilmek için yapılan bu çalışmalar hakkındaki düşüncelerinizi Kayıp Rıhtım Forum’da bizlerle paylaşabilir, ayrıca tüm içeriklerimizden anında haberdar olmak için bizi Google Haberler üzerinden takip edebilirsiniz.

Kaynak: Science Alert