Elektrik Üretiminde Devrim Yaratacak Buluş: Kuantum Tünelleri

Kavramsal olarak kuantum tünelleme denilen ileri düzeydeki garip bir fiziksel yöntem sayesinde, kızılötesi ısı atığını yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar olarak algılayabilen yeni bir yöntem geliştirildi.

Temel olarak Dünya’ya çok fazla enerji ulaşır. Gezegene çarpan güneş ışığı, okyanuslar ve atmosfer gibi çeşitli yüzeyler tarafından emilir. Bu süreçte söz konusu yüzeyler ısınırlar. Her saniyede milyonlarca gigawatt gücünde kızılötesi ışınım (ısı enerjisi) boşa harcanıyor. Sızıntıların miktarı o kadar büyük ki eğer ısı enerjisini verimli bir şekilde elektrik enerjine dönüştürebilirsek, yüzyılın en büyük sorunların birisini kökten çözmüş oluyoruz.

Yapılan son çalışma, işte bu kayıp ısı enerjisini kurtarmanın bir yolunu sunuyor: 

Suudi Arabistan Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (KAUST) araştırmacı Atif Shamim, “Dünyada bu kadar yüksek frekansta çalışan sistem yok. Bu yüzden kuantum tünel açmaya yöneldik” açıklamasında bulundu.

Kuantum tünelleme denilen olgu, kuantum fiziğinde iyi bilinen bir sistemdir. Temel olarak bir parçacığın yeterli enerjiye sahip olmadan bariyerlerden geçebilmesini açıklar. Normalde bir parçacığın hareket edebilmesi için enerji gerekir, ancak kuantum fiziğinde bu enerji miktarı çok aza indirgenebilir.

Elektronların metal izolatör metali (MIM) gibi, elektronik devrelerdeki diyot adı verilen parça ile aynı mantığa sahip bir tünelleme aracıyla parçacıklar, bu bariyerden geçerlerken yol boyunca harcadıkları enerjiyi elektrik akımına dönüştürürler.

Bilim insanları, altın ve titanyumdan yapılmış olan ve hafifçe üst üste binen metalik kollar arasında, bu ince izolasyon filmlerini birbirlerine bağlayan bir nano-anten oluşturmayı başardılar. Sonuç olarak bu sistem, kuantum tünellerini açabilmek için gerekli olan yoğun elektiriksel alan üretebilen bir cihaz oldu.

KAUST’un araştırmacılarından Gaurav Jayaswal’ın “En zorlu kısım, iki anten kolunun nano boyutlarla örtüşmesiydi ve bu da çok hassas hizalama gerektiriyordu. KAUST’un nanofabrikasyon tesisindeki ileri teknolojik araçlar ile başarmış olduk.” diyor.

Yeni oluşturulan MIM diyotu, hiç elektrik enerjisi harcamadan, kızılötesi ışınımı başarıyla yakalayabildi.

Peki bu buluş ne anlama geliyor?

Geleneksel solar paneller görünür ışık spektrumunun yalnızca küçük bir bölümünü toplayabilirken, büyük miktardaki ışınım enerjisini kaçırırlar. Fakat bu yeni sistem kızılötesi ışınımın hepsini soğurarak, enerji üretiminde devrimsel bir değişime işaret ediyor. Sistemin arkasındaki araştırmacılar, enerji üretiminde oyunun kurallarının değiştiğinden bahsediyorlar.

Dahası, güneş enerjisi santrallerinin aksine bu enerji, “biçerdöverleri” hava şartları ne olursa olsun 24 saat çalıştırabilirler. Ancak teknik kısıtlamalar ve bazı sorunların çözülmesi sisteminin tüketiciler için uygun hale getirilmesi gerekiyor.

Kaynak: http://www.webtekno.com/kuantum-tunelleri-h40576.html