Güneş-termal teknolojisi, fosil yakıt enerji krizinin çözümünde oynayabileceği potansiyel rol ile gelecek vaat eden çevre dostu bir enerji hasadı yöntemidir.
Teknoloji güneş ışığını termal enerjiye dönüştürüyor ancak yüksek emilimi korurken enerji dağılımını bastırmak zor. Mikro veya nano-mühendisliğe dayanan mevcut güneş enerjisi hasatçıları yeterli ölçeklenebilirliğe ve esnekliğe sahip değildir ve yüksek performanslı güneş ışığı yakalama için yeni bir strateji gerektirirken aynı zamanda üretimi basitleştirip maliyetleri azaltacaktır. Cihaz, yarı periyodik nano ölçekli bir kalıp kullanmaktadır – yani çoğu değişen ve tutarlı bir kalıptır, kalan kısım ise performansını etkilemeyen rastgele kusurlar içerir (nanofabrik bir yapının aksine). Aslında, yapının periyodikliğine ilişkin katı gerekliliklerin gevşetilmesi, cihazın ölçeklenebilirliğini önemli ölçüde artırmaktadır.
Üretim süreci, herhangi bir dış talimat olmaksızın yakındaki parçacıklarla etkileşimlerine dayalı olarak organize bir malzeme yapısı oluşturan kendi kendine bir araya gelen nanoparçacıklardan yararlanır.
Cihaz tarafından hasat edilen termal enerji, termoelektrik malzemeler kullanılarak elektriğe dönüştürülebilir.
Zhejiang Üniversitesi’nden yazar Ying Li, “Güneş enerjisi geniş bir frekans aralığında elektromanyetik dalga olarak aktarılır.” dedi ve “İyi bir güneş-termal hasat makinesi dalgayı emebilmeli ve ısınabilmeli, böylece güneş enerjisini termal enerjiye dönüştürebilmelidir. Bu süreç yüksek bir emicilik gerektirir (%100 mükemmeldir) ve bir güneş enerjisi hasat makinesi termal enerjiyi korumak için termal radyasyonunu da bastırmalıdır, bu da düşük bir termal yayıcılık gerektirir (sıfır, radyasyon yok demektir).” şeklinde ekledi.
Bu hedeflere ulaşmak için bir hasat makinesi genellikle periyodik nanofotonik yapıya sahip bir sistemdir. Ancak bu modüllerin esnekliği ve ölçeklenebilirliği, modelin sertliği ve yüksek üretim maliyetleri nedeniyle sınırlı olabilir.
Li, “Önceki stratejilerden farklı olarak, yarı periyodik nanofotonik yapımız, hantal ve maliyetli nanofabrikasyon yerine demir oksit (Fe3O4) nanoparçacıkları tarafından kendi kendine monte ediliyor” dedi.
Yarı periyodik nanofotonik yapıları yüksek emicilik (%94’ten fazla), bastırılmış termal yayıcılık (0,2’den az) sağlar ve doğal güneş ışığı altında emici, hızlı ve önemli bir sıcaklık artışına (80 santigrat dereceden fazla) sahiptir. Ekip; emiciyi temel alarak, santimetrekare başına 20 milivoltun üzerinde önemli bir sürekli gerilime ulaşan esnek bir düzlemsel güneş termoelektrik hasat cihazı yaptı. Metrekare güneş ışınımı başına 20 ışık yayan diyotu çalıştırmasını bekliyorlar. Bu strateji, güneş enerjisi hasadının daha esnek ve ölçeklenebilir mühendisliği için düşük güç yoğunluklu uygulamalara hizmet edebilir.
Li, “Yarı-periyodik nanofotonik yapımızın başka çalışmalara ilham vereceğini umuyoruz” dedi ve “Bu son derece çok yönlü yapı ve temel araştırmamız, fotovoltaik mimarilerin toplam verimliliğini artırmak için yardımcı bir güneş enerjisi hasat bileşeni olarak hizmet edebilecek esnek ölçeklenebilir güneş termoelektrik jeneratörleri gibi güneş enerjisi hasadının üst sınırını keşfetmek için kullanılabilir.” şeklinde ekledi. [1]Nanoparticles self-assemble to harvest solar energy[2]Öne çıkarılan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Nanoparticles self-assemble to harvest solar energy |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkarılan görsel |
