Alternatif EnerjiBilimsel GelişmeElektronikFizikİlginç BilimMakalelerTeknoloji

Fizikçiler Grafenden, Limitsiz ve Temiz Güç Üreten Devre Üretti

Arkansas Üniversitesi’nden fizikçiler grafenin termal hareketini yakalayarak elektrik akımına dönüştürebilen bir devre geliştirmeyi başardılar.“Grafenden enerji üreten bir devre bilgisayar çiplerine takılarak, küçük cihazlar veya sensörlere, sınırsız düşük voltaj sağlayan sistemler yapılabilir,” diyor Fizik profesörü Paul Thibado

Physical Review E’de yayınlanan bulgular, üç yıl önce Alberta Üniversitesi’nde grafenden enerji elde edilebileceğini öne süren teoriyi kanıtlar nitelikte gözüküyor.

Grafenden enerji elde etme fikri, Richard Feynman’ın iyi bilinen savı, atomların termal hareketinin yani Brownian hareketinin işe yaramayacağı iddiasının tam tersini ispatlıyor. Thibado’nun ekibi oda sıcaklığında grafenin termal hareketinden alternatif elektrik üretebileceği keşfetti. Yani normalde imkansız olduğu düşünülen bu sav artık mümkün.

1950’lerde fizikçi Léon Brillouin; bu fikri çürütmek için tekli bir diyota,tek elektrik anahtarı eklemiş ve Brownian hareketinden enerji elde etmenin yolunu bulmuştu. Bundan yola çıkan Thibado’nun ekibi devreyi AC’yi DC’yi dönüştüren iki diyotla oluşturdu. Karşılıklı duran diyotlar akımın iki taraftan da akmasını sağlayarak, devreye farklı yollar sağlayarak yüklü dirençte pulslu bir DC akım ürettiler.

Ayrıca tasarımlarının güç miktarını arttırdığını buldular. “Ayrıca açma kapama gibi anahtar davranışının daha önce düşünüldüğü gibi gücü azaltmadığını, tersine aktarılan gücü yükselttiğini bulduk. Diyotlar tarafından dirençlere verilen bu değişim oranı güce ekstra faktör ekliyor,” diyor Thibado.

Araştırmacılar göre grafen ve devre arasında simbiyotik bir ilişki var. Isıl ortam yükleme direnci üzerinde iş yaptığından, grafen ve devrenin sıcaklığı aynı olacağından bu ikisi arasında ısı akışı olmuyor.

Thibado bunun çok önemli bir ayrım olduğunu çünkü, grafenle, devre arasında sıcaklık aynı olmadığı halde devre güç üretirse, termodinamiğin ikinci yasasına aykırı olacağını belirtiyor.

Ayrıca ekip grafenin yavaş hareketinden doğan bu akımın devrede düşük frekanslarda oluştuğunu belirledi. Düşük frekansta çalışan elektroniklerin daha verimli çalışması nedeniyle bu oldukça büyük önem teşkil ediyor.

“İnsanlar dirençte ilerleyen akımın ısınmaya neden olacağını düşünebilir fakat Brownian akımından öyle olmuyor. Aslında eğer akım geçmezse, direnç soğur. İşte biz burada akımı devrede yeniden yönlendirerek, kullanışlı hale getirdik,” diyor Thibado.

Ekibin yeni hedefi DC akımı bir kondansatöre depolamak ve bu hedefi gerçekleştirmek için silikon çip kullanacak. Eğer bu devrelerden 1mm x 1mm boyutunda bir çip inşa ederek, düşük güçlü bir pil gibi çalışması sağlanabilir.

Araştırma Referansı:  P. M. Thibado et al. Fluctuation-induced current from freestanding graphene, Physical Review E (2020). DOI: 10.1103/PhysRevE.102.042101 , journals.aps.org/pre/abstract/ … /PhysRevE.102.042101

Facebook Yorumları
Kaynak
phys.org/
Daha Fazla Göster

Oğuz Sezgin

Bir bilim sever ve kimyager olarak, internetteki eksikliği görerek Gerçek Bilim’i 2012'de kurdum. Bu sitede gördüğünüz pek çok bilim ve teknoloji haberini oldukça ciddi kaynaklardan toplayarak sizin için araştırıyor, çeviriyor ve geliştiriyorum. Gerçek Bilim'deki diğer yazarlar ve ben, her gün baş döndürücü şekilde gelişen bilim ve teknoloji haberlerini size aktarmaktan kıvanç duyarız.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

*

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Başa dön tuşu