Nano Ölçekteki Sütunlar Isı Enerjisinin Elektrik Enerjisine Çevriminde Kullanılabilir Mi?

Colorado Üniversitesi’ndeki bilim adamları termoelektrik malzemelerin üretiminde yeni bir yöntem keşfettiler. Gelişmenin güneş (solar) panellerin, daha verimli soğutma ekipmanlarının ve santrallerde oluşan ve kullanılmayan ısının elektik enerjisine çevrilmesinde kullanılabileceği öngörülüyor.

İlk kez 1800’lerde keşfedilen termoelektrik etkisi; bir malzemenin bir yanı ve diğer yanı arasındaki sıcaklık farkı ile elektrik akımı oluşturma yeteneği ile ifade edilmektedir. Tersi düşünüldüğünde bir termoelektrik malzemeye akım verildiğinde bir yanı soğurken, diğer bir yanı sıcak kalmaktadır. Günümüzde bu etki kullanılarak güneş gibi bir ısı kaynağından elektrik elde edilmekte ve/veya elektrik üreten hassas aletler soğutulmaktadır.

Günlük hayatta termoelektrik malzemelerin kullanımı yaygınlaşmıştır, fakat bu malzemelerde görülen bir problem de hala etkin bir yanıta ulaşılamamıştır. Problem şudur; içinden elektrik akımının geçişine izin veren malzemeler ısının akışında izin vermektedir. Bu da şu manaya gelmektedir. Sıcaklık değişimi bir akım yaratır ama aynı zamanda sıcaklık farkı yaratılan akımın zayıflamasına neden olur.  1980’lerde bilim adamları ısıdan daha hızlı akım hareketine izin veren malzemeler üzerine odaklanmışlardır.

Son yıllarda nanoteknolojinin ve uygulama alanlarının gelişmesi ile beraber, bu soruna nanoteknolojik malzemeler kullanılarak çözüm aranmaya çalışılmaktadır. Colorado Üniversitesi’ndeki araştırmacılar,  nanoteknolojik malzemeler ile yapılan çalışmalara farklı bir bakış açısı getirerek termoelektrik malzemelerden oluşmuş düz bir levha üzerinde minik direkçiklerin oluşturulması ile phonon titreşimleriyle yayılan ısının yayılım hızını düşürmeyi başarmışlardır.

Gelecekte yapılacak çalışmalarla metodun etkinliğinin daha farklı alanlarda da kanıtlanması ile nanoteknolojik alanlarda enerji üretimi ve verimliliği konusunda gelişmeler bekleyebiliriz.

Kaynak: Sciencedaily