Bazı araştırmacılara göre Dünya’ya gelen güneş enerjisinin yarısı tek bir prosese gidiyor. Dünyamızın %71’ini kaplayan suları buharlaştırmaya! Avustralyalı Strategic Elements şirketi bu enerjiyi nem ile şarj olan bir bateri sayesinde tekrar kullanmak istiyor. New South Wales Üniversitesi‘yle birlikte havadaki nemden elektrik enerjisi üreten bir pil teknolojisi geliştirmek için çalışıyor. Fişe gerek duymadan doğrudan cihazlara güç sağlayan, esnek, kendi kendini şarj edebilen bir pil teknolojisi!
Şirket, elektrik şarj kapasitesini miliamper-saat aralığından amper saatlere çıkararak, kendi kendine şarj teknolojisinde çok önemli bir adıma imza attı. Strategic Elements bu teknolojiye “enerjinin mürekkebi” adını veriyor. Yanıcı olmadığını, güvenli, çevre dostu ve sürdürülebilir malzemelerden yapıldığını, esnek plastik malzeme üzerine basılabileceğini söylüyor.
Nerelerde Kullanılabilir?
Proje aynı zamanda pille çalışan spor kıyafetleri gibi çok önemli bir market alanına da hitap ediyor. İnsan vücudunun gün boyunca bol miktarda nem ürettiğini fark etmişsinizdir. Özellikle de egzersiz yaparken. Nemle çalışan bu teknoloji, bu alandaki mevcut aygıtların çoğunu çalıştırmak için fazlasıyla yeterli güç üretiyor. Bu yılın üçüncü çeyreğine kadar bir teknoloji gösterimi söz konusu. Kendi terli cildiniz dışında herhangi bir şarja takmadan cihazlara güç verecek bir teknoloji bizleri bekliyor.
Nem ile Şarj Olan Bateri Nasıl Çalışıyor?
Çalışmadaki nem-elektrik jeneratörlerine kısaca MEG diyoruz. Çalışmadaki prototip MEG ünitelerinin, hesap makinelerine ve küçük sensörlere stabil şekilde güç sağladığı zaten kanıtlanmış. Gümüş macunu ve FTO camından (Resim-2) iki adet elektrot düşünün. Çalışmaya göre, bu elektrotlar su emici bir grafen oksit “işlevsel katmanına” bağlanır. Bu katmandaki protonlar kuruyken hareketsiz haldedir. Cihazın iki tarafı arasında nem değişimi olduğunda, bir taraf havadaki su moleküllerini emmeye başlar. Su molekülleri süreçte iyonize olur. Bu, COOH (karboksilik asit) gibi işlevsel gruplarda ayrışmaya neden olarak pozitif yüklü hidrojen iyonlarını / hidronları serbest bırakır.
İşlevsel katmanın nemli tarafında, kuru tarafa göre daha yüksek bir hidron konsantrasyonu vardır. Bu nedenle hidronlar basit difüzyonla kuru tarafa doğru hareket ederek yük ayrışmasına neden olur. Böylelikle elektrotlarda bir voltaj oluşur. Daha sonra baterinin nemli tarafı kuruduğunda, COOH (karboksilik asit) grubunun çekimiyle hidronlar eski yerlerine tekrar göç eder. Böylelikle başlangıç durumuna geri döner. Tüm süreç, bir nem değişimi ile tetiklenir ve nemin kuruması ile de tersine döner.
Test Sonuçları
Çalışma ekibi, grafen oksidi hidroklorik asitte bekleterek, maksimum 0,85 V ve santimetre kare başına 92.8 μA üretmeyi başardı. Yani araştırmalar arasında bir MEG için şimdiye kadar ulaşılan en yüksek değer.
Bu birimlerin seri veya paralel olarak birleştirilmesiyle nihai değerler ciddi oranlarda arttı. Bu da ekibin küçük cihazlara güç sağlamasına izin verdi. Araştırmacılar esnekliğini kanıtlamak için bir parça karbon kumaş üzerine pili entegre ettiler. Ardından bir saniyelik bir süre içinde 0’dan 120 dereceye büktüler. Bu işlemi 2.000 kez tekrarladılar. Test sonuçları gayet başarılı. Sürecin sonunda MEG, başladığı maksimum voltajın % 93’ünü üretmeye devam etti.
Gelecekteki Elektronik Cihazlar için Önemli Bir Potansiyel
Bu araştırmanın “enerjinin mürekkebi” tabirine ne kadar yakın olduğunu bilmiyoruz. Ancak şirketin vaatlerinin olasılık sınırları içinde olduğu görülüyor. Donanımın insan derisi ve tuzlu terle ne kadar iyi etkileşime girdiği de çok önemli bir faktör. Buna bağlı olarak önümüzdeki yıllarda bir dizi “nemle çalışan” giyilebilir elektronikler ortaya çıkmaya başlayabilir.
Kısa zaman öncesine kadar pek çok kişi nemden kullanılabilir enerji üretmenin imkansız olduğunda ısrarcıydı. Şimdi ise sadece havadaki nem üzerinden amper-saatlik elektrik enerjisi üretimi gerçekten büyük bir başarı. En büyük artısıysa zor bulunan ya da çevre riski taşımayan materyallerden oluşması. Bu özelliğiyle gelecekteki elektronik cihazlar için büyük esneklik sağlaması muhtemel.
İlginizi Çekecek İçerik: ‘Atık Isıyı Elektriğe Dönüştüren Termoelektrik Cihaz’