MIT’den (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) bilim insanları güneşten buhar enerji üreten sünger benzeri bir materyal geliştirdiler. Grafit pullardan oluşan bir nevi karbon gözenekli sünger benzeri yalıtım malzemesi suda yüzebiliyor. Güneş ışığı yapının yüzeyine vurduğunda, grafit üzerinde sıcak bir bölge yaratarak, suyun materyalin gözeneklerine hücum ederek buharlaşmasına neden oluyor. Işık ne kadar kuvvetli olursa o kadar çok buhar üretiliyor.
Geliştirilen bu materyalin güneş enerjisinin % 85’ini buhara çevirebildiği belirtiliyor. Bu güneş enerjisinden buhar üreten mekanizmalar için oldukça büyük bir gelişme. Düzenek oldukça az ısındığından düşük solar yoğunluklarda bile buhar üretebiliyor. Bu nedenle yüksek konsantrasyonlu güneş ışığı kullanılan kompleks sistemlere oranla oldukça kolay bir kuruluma sahip.
MIT Makine Mühendisliği’nden doktora sonrası Hadi Ghasemi , bu sünger benzeri materyalin çok daha ucuza mal olduğunu ve buhar enerjili uygulamalara oranla çok daha avantajlı olabileceğini belirtiyor.
“ Buhar hijyensistemleri, desalinasyon ve sterilizasyon için oldukça önemli. Özellikle ırak bölgelerde güneş tek enerji kaynağı olduğundan, güneş enerjisiyle buhar üretmek çok yararlı olabilir,” diyor Ghasemi.
Ghasemi ve Makine Mühendisliği Bölüm Başkanı Gang Chen ve Türkiye’den ODTÜ Elektrik ve Elektronik Mühendisliği’nden Selçuk Yerci’nin içinde bulunduğu 5 araştırmacının yer aldığı araştırma Nature Communications dergisinde yayınlandı.
Günümüzde güneş enerjisinden buhar üretimi yapan sistemler aynalardan veya merceklerle gelen güneş ışığı toplanarak, elde edilen sıcaklık büyük hacimlerde sıvıyı buharlaştırıyor. Her şeye rağmen bu sistemlerde önemli derecede ısı kaybı dolayısıyla buhar üretiminde verim kaybı var.
Son zamanlarda bilim adamları verimi arttırmak için yeni solar alıcılar ve nano sıvılar geliştiriyor. Bu yaklaşım sayesinde su, nano parçacıklarla karıştırılarak güneş ışığı geldiğinde su moleküllerini sararak buharlaştırıyor. Fakat bu reaksiyonu başlatmak için normal bir güneşli günden 1000 kat daha yoğun güneş ışığı gerekiyor.
Buna karşın MIT’nin yeni yaklaşımı sayesinde en düşük optik konsantrasyonlu güneşli bir günden 10 kat daha fazla buhar elde edilebilecek. Bu sayede daha düşük güneş konsantrasyonu ve daha ucuz izleme sistemleri kurulabilecek.
Güneşten Buhara
Aslında burada yaklaşım oldukça basit. Güneş ışığını emerek sıvının yüzeyinde buhar üretebilecek bir malzeme gerekiyor. Pek çok materyalle çalıştıktan sonra iç tabakalı disk şeklinde bir madde geliştirildi. Grafit Üst tabaka mikrodalgaya konularak pul pul ayrıldı. Aynı mısır gibi kabarcıklar yaparak aynı cornflakes gibi pul pul ayrıldı. Elde edilen gözenekli materyal güneş enerjisini daha iyi bir şekilde emerek güneşi tutuyor.
Altta yer alan karbon köpük ise hava kabarcıkları içererek aynı bir yalıtım malzemesi gibi davranarak alttaki sıvıyı ısıdan koruyarak kaçmasını engelliyor.
Güneş ışığı üstteki grafiti ısıtarak, alt tabakadaki karbon köpüğün yukarı çıkmasını sağlıyor. Su grafit tabakadan yukarı sızdıkça , buhara dönüşüyor. Materyal aynı bir sünger gibi çalışarak güneşli bir günde suyu sürekli emerek buharlaştırabiliyor.
Kaynak : MIT
Araştırma Referansı :
- Hadi Ghasemi, George Ni, Amy Marie Marconnet, James Loomis, Selcuk Yerci, Nenad Miljkovic, Gang Chen. Solar steam generation by heat localization.Nature Communications, 2014; 5 DOI: 10.1038/ncomms5449
