Çığır Açan Güneş Paneli Yağmur Damlalarından Da Enerji Üretiyor
Yeni bir ince film teknolojisi, güneş panellerinin hem güneş ışığından hem de yağmur damlalarından elektrik üretmesini mümkün kılıyor.
İspanya Ulusal Araştırma Konseyi (CSIC) ve Sevilla Üniversitesi’nin (ABD) ortak merkezi olan Sevilla Malzeme Bilimi Enstitüsü’ndeki (ICMS) araştırmacılar, aynı anda hem güneş ışığından hem de yağmurdan enerji üretebilen hibrit bir cihaz geliştirdiler.
Sistemin özünde, perovskit güneş hücrelerini koruyan ve zorlu hava koşullarında bile dayanıklılıklarını artıran patentli ince bir film bulunur. Aynı film, nanogeneratörlerin tek bir yağmur damlasının etkisiyle 100 volttan fazla elektrik üretmesini de sağlar; bu da küçük taşınabilir elektronik cihazlara güç sağlamaya yeterlidir.
Halojenür perovskit güneş pilleri, güneş ışığını çok verimli bir şekilde emen sentetik kristal malzemelerden üretilir. Silikon güneş teknolojisinde baskın malzeme olmaya devam ederken, perovskitler yüksek performansı daha düşük üretim maliyetleriyle birleştirdikleri için umut vadeden bir alternatif olarak kabul ediliyor.
Enerji Hasadı Özellikli Plazma Kaplamalı Koruma
Perovskit hücrelerle ilgili en büyük zorluklardan biri, çevresel stres altında bozulmaya eğilimli olmalarıdır. Bu sorunu çözmek için ICMS ekibi, plazma teknolojisini kullanarak hücrelerin üzerine yaklaşık 100 nanometre (yaklaşık 0,000004 inç) kalınlığında koruyucu bir kaplama uyguladı.
Bu kaplama iki önemli rol oynar. Malzemeyi kimyasal olarak koruyan ve aynı zamanda ışığı emme yeteneğini artıran bir koruyucu katman görevi görür. Aynı zamanda, düşen yağmur damlalarının enerjisini kullanılabilir elektriğe dönüştüren triboelektrik bir yüzeye (sürtünme veya temas yoluyla elektrik yükü üreten) sahiptir.
Yapılan testler, malzemenin tek bir yağmur damlası darbesinden 110 volta kadar elektrik üretebildiğini, bunun da küçük taşınabilir cihazları çalıştırmaya yetecek kadar olduğunu gösteriyor. Kaplama, ölçeklenebilir ve sürdürülebilir yöntemlerle üretilebiliyor. Ayrıca, tamamen suya batırılma da dahil olmak üzere aşırı koşullarda da kararlılığını koruyor. Ek olarak, LED devreleri gibi basit elektronik cihazlara sürekli güç sağlayabiliyor ve güneş panellerinin nem ve sıcaklık stres döngülerine dayanmasına yardımcı oluyor.
ICMS’de araştırmacı olan Carmen López, “Çalışmamız, perovskit güneş pili fotovoltaik teknolojisini ince film yapısında triboelektrik nanogeneratörlerle birleştiren gelişmiş bir çözüm öneriyor ve böylece her iki enerji hasat sisteminin de uygulanabilirliğini gösteriyor” diye açıklıyor.
Sürekli Enerji Üretimi İçin Bir Çözüm
Geleneksel bataryaların sınırlamaları vardır ve güneş panelleri bulutlu havalarda verimliliklerini kaybeder. Bu yeni yaklaşım, daha tutarlı bir enerji kaynağı sağlamak için hem güneşten hem de yağmurdan yararlanır. Amaç, taşınabilir ve kablosuz cihazların değişen hava koşullarında sürekli olarak çalışmasını sağlamaktır.
Araştırmacılar, bu teknolojinin nem, yağış ve kirliliği izleyen çevresel sensörlerin yanı sıra köprüler ve binalar için yapısal sensörler, hava istasyonları ve hassas tarım sistemleri de dahil olmak üzere çok çeşitli Nesnelerin İnterneti (IoT) uygulamalarına fayda sağlayabileceğini söylüyor.
ICMS araştırmacısı Fernando Núñez, “Olumsuz hava koşullarına ve yağmur, nem ve termal döngülere dayanabildiği için, tabela, otonom yardımcı aydınlatma veya izleme gibi sözde akıllı şehirlerde uygulanması mümkündür. Ayrıca, deniz istasyonları gibi uzak, erişilemeyen veya izole bölgelerdeki dağıtılmış enerji yapıları için de uygulanabilir,” diyor.
Otonom Açık Hava Sistemlerine Doğru
Bu araştırma, dış mekan ortamları için tasarlanmış, dayanıklı ve kendi kendine çalışan elektronik sistemler oluşturmaya yönelik yeni bir strateji sunmaktadır.
Araştırmacılar, “Araştırmamız, plazma teknikleriyle biriktirilen kaplamaların, hassas enerji cihazlarını koruyan ve hibrit güneş-yağmur panelleri veya yağmur panelleri gibi farklı çevresel kaynaklardan enerji toplayabilen sistemler geliştiren çok fonksiyonlu bir çözüm olarak potansiyelini vurgulamaktadır” sonucuna vardılar.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Çığır Açan Güneş Paneli Yağmur Damlalarından Da Enerji Üretiyor
Çığır Açan Gelişmeyle, Kuantum Piller Gerçeğe Daha da Yaklaşıyor