Bilim insanları, Güneş'in ısısını küçük bir şişede depolamayı başardı

Amerikalı tek inceleme ekibi yenilenebilir enerjinin en inatçı sualnlarından birine hal bulduklarını söylüyor: Güneş ısısını kaybetmeden depolamak.

Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara Kampüsü’nden incelemecı Han Nguyen ve ekibi içindeki berrak tek sıvı bulunan küçüklük tek şişe icat etti. Bu sıvı, kelimenin hepsi manaıyla öz kendini kaynatabilecek güce sahip.

Ortada kablo, ısıtıcı rezistans ya da muazzam batarya paketleri yok. Sadece basit tek tabii molekül, dahaaz güneşli ışığı ve yaşamın ilköğretim planından ilham saha tek dizayn geliştirildi.

Ekip yenilenebilir enerjinin en inatçı sualnlarından birine hal bulduklarını söylüyor: Güneş ısısını kaybetmeden depolamak.

Geleneksel güneşli panelleri ışığı elektriğe çeviriyor ve bu elektrik ya anında kullanılmak güçunda ya da yoğun lityum-iyon bataryalarda depolanıyor. Yeni dizayn ise güneşli enerjisini direkt kimyasal bağların içindeki saklayan tek “sıvı pil”.

MOLEKÜLER YAY GİBİ ÇALIŞIYOR

Sistemin sırrı “pirimidon” adlı tek molekülde yatıyor. Güneş ışığı moleküle çarptığında yalınce ısınmakla kalmıyor; bedensel olarak bükülerek yüksek enerjili, “gerilmiş” tek şekle geçiyor. Tıpkı kurulmuş tek yay gibi bu formda kilitli kalıyor. Enerjiye gereksinim duyulduğunda ise küçüklük tek tetikleyici -örneğin tek damlacık ekşi ya da dahaaz ısı- molekülün önceki hâline dönmesini sağlıyor ve depolanan güç sıcaklık patlaması şeklinde açığa çıkıyor.

Scienceblog’a başlıkşan Nguyen bu süreci, güneşli ışığında hüküman fotokromik gözlüklere benzetiyor: “İçerideyken camlar şeffaftır. Güneşe çıktığınızda kendiliğinden hükümır. Tekrar içeri girince yeniden şeffaflaşır. Ancak işte değişen renk değil, güç düzeyi.”

Bu yaklaşım “Moleküler Güneş Isıl (MOST) güç depolama” olarak biliniyor. Konsept yepyeni değil, bununla birlikte bugüne kadar laboratuvarlar merakı olmanın ötesine geçememişti. Önceki denemeler ya zehirli çözücüler lüzumtiriyor ya da güç yoğunluğu düşük, yoğun moleküller kullanıyordu.

Yeni tasarımın arkasındaki takım ise ince ve kompakt tek moleküle odaklandı.

LİTYUM İYON’DAN DAHA YÜKSEK

Ortaya çıkan yepyeni pirimidon temelli sistemin güç yoğunluğu kilogram başına 1,6 megajulün (MJ/kg) üzerine çıkıyor. Karşılaştırma etmek lüzumirse, telefonlarda ve elektrikli vasıtalarda kullanılan tipiklik lityum-iyon bataryalar tahminen 0,9 MJ/kg seviyesinde. Yani bu “sıvı güneşli yakıtı” neredeyseymiş ikisi kat daha yüksek güç yoğunluğuna sahip.

Üstelik klasik bataryaların aksinden zamanla ücret kaybetmiyor; güç yıllarca tek tankta depolanabiliyor ve gereksinim duyulduğunda kullanılabiliyor.

Han’ın laboratuvarında doktora talebesi olan Benjamin Baker, “Güneş panellerinde enerjiyi depolamak için ilave tek batarya sistemine gereksinim duyarsınız. Moleküler güneşli ısıl depolamada ise malzemenin kendisi güneşten aldığı enerjiyi saklayabiliyor” diyor.

SU KAYNATMA TESTİ

Ekibin en kaydadeğer muvaffakiyetsı yalnızca tabloda görülen yüksek güç kıymetleri değil, “su ısıtıcısı testi” oldu. Laboratuvarda yapılan deneyde, yalnızca yarım mililitre malzemeden açığa çıkan sıcaklık suyu kaynatmaya yetti. Bu alanda evvel bununla birlikte ılıklık tek sıcaklığı artışı elde edilebildiği düşünüldüğünde, bu netice ehemmiyetli tek atılım olarak görülüyor.

Araştırmacılar, malzemenin sıvı olması ve suyu içindeki çözünebilmesi sayesinde uygulamalı uygulamalar hayal ediyor. Buna göre sıvı, gündüzleri evlerin çatısındaki şeffaf kolektörlerden pompalanarak “şarj” edilebilir. Ardından yalıtımlı tek tankta depolanabilir. Güneş battığında ve havada soğuduğunda sistemleri tetiklenerek depolanan sıcaklık serbest bırakılabilir; böylece karbon salımı olmadan sıcaklık suyu ve ısınma sağlanabilir.

Yine da “şişelenmiş güneş” ürünlerini yapıları pazarlar raflarında müşahede etmek için henüz erken. Mevcut molekül esas olarak güneşli spektrumunun yalnızca oran 5’ini oluşturan UV ışığını soğuruyor. Ekip şuanda molekülü “kırmızıya kaydırarak” görünürlük ışığı da emebilecek hâle getirmek için çalışıyor.