Güneş Enerjisini 18 Yıla Kadar Depolayabilen Sıvı Yakıt Geliştirildi

Ne kadar bol ve yenilenebilir olsa da, güneş enerjisi bir baş belası. Güneş’in ürettiği enerjiyi uzun vadeli şekilde depolayacak ucuz ve verimli bir yöntem hâlâ yok.

Güneş ışığı endüstrisi, bir süredir bu engele takılıyordu; fakat sadece geçen yıl dört tezden oluşan bir tez dizisi, yeni ve ilgi çekici bir çözümü müjdeledi.

İsveç’teki bilim insanları, ısıl güneş ışığı yakıtı adı verilen ve güneşten gelen enerjiyi on yıldan fazla süre depolayabilen, özelleştirilmiş bir sıvı geliştirdiler.

MIT’de bu malzemelerle çalışan araştırmacı Jeffrey Grossman, NBC News TV kanalına şöyle açıklıyor: “Isıl güneş ışığı yakıtı, şarjlı bir pile benziyor fakat elektrik yerine, istediğiniz zaman güneş ışığı koyuyor ve ısı alıyorsunuz.”

Aslında bu sıvı, İsveç’teki Chalmers Teknoloji Üniversitesi’nde çalışan bilim insanlarının geliştirmek üzere bir yıldan fazla süredir üzerinde çalıştığı, sıvı haldeki bir molekülden meydana geliyor.

Bu molekül karbon, hidrojen ve nitrojenden oluşuyor ve üzerine güneş ışığı geldiği zaman, olağandışı bir şey gerçekleştiriyor: Molekülün atomları arasındaki bağlar yeniden sıralanıyor ve kendisinin izomer adı verilen, yeni ve enerji dolu bir haline dönüşüyor.

Güneşten gelen enerji, bu sayede izomerin güçlü haldeki kimyasal bağları arasında esir alınıyor ve molekül oda sıcaklığına kadar soğuduğu zaman bile orada kalıyor.

Bu sıvı, enerjiye ihtiyaç duyulduğu zaman (diyelim ki gece vakti veya kış mevsiminde) bir katalizörün içinden geçiriliyor ve katalizör, molekülü esas haline döndürerek, enerjiyi ısı halinde dışarı çıkarıyor.

Chalmers Üniversitesi’nde nanomalzeme bilimcisi olan takım üyesi Kasper Moth-Poulsen şöyle söylüyor: “Bu izomerdeki enerji artık 18 yıla kadar depolanabiliyor”

“Ayrıca enerjiyi çıkarıp kullanmaya geldiğimiz zaman, ummaya cüret ettiğimizden daha büyük bir sıcaklık artışı elde ediyoruz.”

Enerji sisteminin bir prototipi, bir üniversite binasının çatısına yerleştirilmiş ve yeni sıvı teste sokulmuş. Araştırmacılara göre testin sonuçları, çok sayıda yatırımcının dikkatini çekmiş.

Yenilenibilir ve salımsız olan enerji cihazı, Güneş’i bir nevi uydu çanağı gibi takip eden ve merkezinde bir boru bulunan, içbükey bir yansıtıcıdan yapılmış.

Sistem, dairesel biçimde çalışıyor. Saydam tüplerden pompalanan sıvı, güneş ışığı tarafından ısıtılıyor ve norbornadiyen molekülü, kendisinin ısı hapseden izomeri olan kuadrisiklana dönüşüyor. Sıvı daha sonra en düşük enerji kaybıyla birlikte oda sıcaklığında depolanıyor.

Sıvı, enerjiye ihtiyaç duyulduğu zaman, molekülleri esas hallerine dönüştüren özel bir katalizörden süzülüyor ve ısınarak 63 derece Celsius oluyor.

Bu sıcaklığın, yeniden çatıya doğru yönelmeden önce evlerdeki su ısıtıcısına, bulaşık makinesine, çamaşır kurutucusuna ve çok daha fazlasına güç sağlayarak, evsel ısıtma sistemleri için kullanılabilmesi umuluyor.

Araştırmacılar, sıvıyı bu döngüden 125 defadan fazla geçirmişler ve moleküle kayda değer bir zarar gelmeden ısıyı alıp boşaltmışlar.

“Son zamanlarda pek çok kritik ilerleme kaydettik ve bugün, bütün yıl boyunca çalışan, salımsız bir enerji düzenimiz var” diyor Moth-Poulsen.

Araştırmacılar, gerçekleşen bir dizi ani gelişmeden sonra, sıvının şimdi kilogram başına 250 watt-saat enerji tutabildiğini iddia ediyorlar; bu miktar, Tesla’nın Powerwall pillerinin enerji kapasitesinin iki katı.

Fakat ürün daha da geliştirilebilir. Araştırmacılar, doğru ayarlamalar yapılırsa bu sistemden çok daha fazla ısı alabileceklerini, ısı miktarının en az 110 ve daha fazla derece Celsius olabileceğini düşünüyorlar.

“Yapılacak çok şey var. Şimdi sistemi çalıştırdık. Artık, her şeyin en uygun biçimde tasarlanmış olduğunu temin etmemiz gerekiyor” diyor Moth-Poulsen.

Moth-Poulsen, eğer her şey planlandığı gibi giderse, bu teknolojinin 10 yıl içinde ticarî kullanım için hazır olabileceğini düşünüyor.

Dizideki en son çalışma, Energy & Environmental Science bülteninde yayınlandı.

ScienceAlert