Northwestern Üniversitesi'ndeki bilim insanları, enerji depolama teknolojilerinde dikkat çekici bir yaklaşım ortaya koydu. Geliştirilen yeni malzeme; enerjiyi toplama, saklama ve daha sonra kullanma görevlerini tek bir yapı içerisinde birleştiriyor. Günümüzde bu işlemler çoğunlukla farklı malzemeler ve bataryalar gibi ayrı depolama sistemleri gerektirirken yeni yöntem üç işlevi aynı platformda gerçekleştirmeyi amaçlıyor.
Araştırmacılar sistemi geliştirirken hücrelerin şekillerini korumasını, hareket etmesini ve bölünmesini sağlayan hücre iskeletinden ilham aldı. Hücre iskeleti sürekli olarak kurulup parçalanabilirken geliştirilen malzeme de enerji alıp verirken moleküler yapısını yeniden düzenliyor.
Sarı sıvı enerji depoladıkça siyah jele dönüşüyor
Malzeme güneş ışığı, elektrik, X ışınları ve bazı kimyasal kaynaklardan elektron alabiliyor. Enerji yüklenmeye başladığında başlangıçta sarı renkte olan sıvı, moleküllerin kendi aralarında organize olmasıyla siyah ve iletken bir jele dönüşüyor. Enerji de ortaya çıkan bu moleküler ağ içerisinde depolanıyor. Araştırmacılara göre jel, topladığı enerjiyi aylar boyunca saklayabiliyor.
Daha dikkat çekici olan nokta ise enerjinin ışık kaynağı ortadan kalktıktan sonra kullanılabilmesi. Deneylerde depolanmış enerji, tamamen karanlık ortamda kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesini sağlamak için kullanıldı. Ekip bu özelliği bir tür “karanlık fotokataliz” olarak tanımlıyor.
Açık havaya bırakıldığında yeniden sıvıya dönüyor
Sistemin sıfırlanması için karmaşık bir işlem de gerekmiyor. Siyah jel açık havadaki oksijenle karşılaştığında moleküler yapısı parçalanıyor ve yeniden sarı sıvı haline geliyor. Ardından malzeme tekrar enerjiyle yüklenebiliyor. Böylece aynı yapı birden fazla kez kullanılabiliyor.
Çalışmanın kıdemli araştırmacısı Samuel I. Stupp, yalnızca bir gram malzemenin teorik olarak bir akıllı saat veya benzeri giyilebilir cihazı şarj etmeye yetecek miktarda enerji depolayabileceğini tahmin ediyor. Sistem ayrıca su içerisinde çalışıyor ve temel yapısı için metal veya plastik gerektirmiyor.
Araştırmacılar teknolojinin gelecekte yenilenebilir enerji depolama sistemleri, çevresel temizleme uygulamaları, programlanabilir malzemeler ve yumuşak elektronikler gibi alanlarda kullanılabileceğini düşünüyor. Ancak çalışma henüz araştırma aşamasında. Teknolojinin günlük hayattaki bataryaların doğrudan alternatifi haline gelmesi için ölçeklendirme ve gerçek kullanım koşullarına yönelik daha fazla çalışmaya ihtiyaç bulunuyor.
Yorumlar (0)