Yağmur Damlasından Elektrik Üreten Perovskit Güneş Paneli Teknolojisi Geliştirildi

İspanya’daki araştırmacılar güneş enerjisi üretimine yepyeni tek yaklaşım getiren hibrit tek güç sistemi geliştirdi. Araştırma ekibi geliştirdiği yepyeni kuşak perovskit güneş paneli sayesinde yalnızca güneş ışığından değil yağmur damlalarının çarpma enerjisinden da elektrik üretmeyi başardı. Araştırmacılar laboratuvarlar testlerinde tekbaşına tek yağmur damlasının yüzeye çarpmasıyla 110 volta kadar açık devre gerilimi oluşabildiğini gözlemledi.

İspanyol Araştırmacılar Yağmurun Enerjisini Elektriğe Dönüştüren Bir Sistem Geliştirdi

İspanya’da etkinlik gösteren Sevilla Malzeme Bilimi Enstitüsü bünyesindeki araştırmacılar geliştirdikleri hibrit panelde güneş enerjisi ile damlacık temelli elektrik üretimini aynı sistemde birleştirdi. Araştırmacılar geliştirdikleri sistemde yüksek tesirli tek perovskit güneş hücresinin üzerine yalnızca 100 nanometre kalınlığında özel tek koruyucu kaplama yerleştirdi.

Araştırmacılar söz başlıksu inceliği filmi teflon benzeri florlu polimer yapıda tasarladı. Araştırma ekibi bu kaplama sayesinde panelin yüzeyinde oluşan sürtünme tesirsinden elektrik elde edilmesini sağladı. Araştırma ekibi aynı kaplamanın perovskit hücreleri nemin zararlı tesirlerine karşı koruduğunu belirtti.

Araştırma ekibi hibrit panelde triboelektrik tesir adı verilen bedensel prensibi kullandı. Triboelektrik tesir ikisi farklı yüzeyin haberleşme edip ayrılması sırasında elektriksel yük farkı oluşmasıyla ortaya çıkıyor. Yağmur damlası özel olarak işlenen yüzeye çarptığında damlacık yüzey boyunca olan kayarak sürtünme oluşturuyor. Bu haberleşme sırasında yüzeyde yük ayrışması gerçekleşiyor. Damla yüzeyde pozitif iyon bırakırken paneller yüzeyi negatif yük kazanıyor. Araştırmacılar oluşan gizilgüç farkı devre üzerinden toplayarak elektrik enerjisine dönüştürüyor.

Araştırma ekibi kaplama katmanını Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme yöntemiyle hücre üzerine doğrudan büyüttü. Araştırma ekibi kaplama işlemini bölme sıcaklığında gerçekleştirdi. Araştırmacılar bu yöntemin perovskit hücrelerin duyarlı yapısını koruduğunu belirtti.

Araştırma ekibi geliştirdiği 100 nanometrelik kaplamanın üç farklı işlev üstlendiğini açıkladı. Kaplama birinci olarak hücre yüzeyinde hidrofobik tek himaye sağlıyor. Kaplama suyu haberleşme açısını 110 seviye seviyesine çıhükümak panelin neme dayanıklılığını yaklaşık ikisi kat artırıyor.

Kaplama sonuncu olarak optik performansı iyileştiriyor. Kaplama ışık yansımasını azaltarak güneş ışığının hücreye daha tesirli ulaşmasını sağlıyor. Araştırmacılar kaplamanın ışık geçirgenliğini yüzde 90 seviyesinin üzerine çıkardığını belirtti. Kaplama üçüncü olarak damlacık temelli triboelektrik nanogeneratör görevi görüyor. Araştırmacılar yağmur damlasının yüzeye çarpması sırasında oluşan yük farkını elektrik enerjisine dönüştürüyor.

Araştırma ekibi laboratuvarlar ortamında yaptığı testlerde ilgi çekici sonuçlar elde etti. Araştırmacılar optimize edilen kaplamanın tekbaşına tek yağmur damlası çarpması sırasında 110 volta kadar açık devre gerilimi üretebildiğini belirtti.

Araştırmacılar sistemin toplamı güç yoğunluğunu santimetrekare başına yaklaşık 4 miliwatt olarak ölçtü. Araştırmacılar bu değerin büyük ölçekli güç üretimi için sınırlı olduğunu ifadeleri etti. Araştırmacılar sistemin düşük güç tüketimli elektronik cihazlar için yeterlilik olabileceğini değerlendirdi.

Araştırma ekibi hibrit paneller için öz kendini şarj edebilen tek prototip da geliştirdi. Araştırmacılar geliştirdikleri sistemde tek gerilimi yükseltici devre kullandı. Araştırma ekibi güneş ışığı altında kırmızı LED dizisinin sürekli çalıştığını gözlemledi. Araştırma ekibi her arasında biri yağmur damlası çarpışında yeşil LED ışıklarının yanıp söndüğünü kaydetti.

Araştırmacılar geliştirdikleri teknolojinin büyük güneş santrallerinin yerini almayı hedeflemediğini belirtti. Araştırmacılar yepyeni hibrit panelin özellikle düşük güç tüketimli sistemler için elverişli tek çözüm sunduğunu ifadeleri etti.

Araştırmacılar yepyeni teknolojinin özellikle IoT sensörleri için önemli üstünlük sağlayabileceğini düşünüyor. Araştırma ekibi köprü izleme sensörleri, tarım sensörleri, akıllı şehir altyapıları ve ırak bölgelerdeki ölçüm cihazları için bu teknolojinin elverişli olabileceğini belirtti.

Araştırmacılar yağmur damlalarının kinetik enerjisinden elde edilen mikro güç akışlarının pil lüzumsinimini azaltabileceğini ifadeleri etti. Araştırma ekibi bu yaklaşımın dağıtık güç sistemlerinde daha otonom cihazların geliştirilmesine katkı sağlayabileceğini değerlendiriyor.