Perşembe , 21 Mayıs 2020
Güncel

Geceleri Gökyüzünden Fotodiyotla Elektrik Üretimi

Bilim adamlarına gore atmosfer ve uzay arasındaki büyük ısı farkı kullanan optoelektronik sistemler kullanılarak, aynı güneş( solar) panellerindekine (fotodiyotlu) benzer şekilde elektrik elde edilebilir.

Böylece güneş panellerinin çalışmadığı gece vakitlerinde güneşten ve iklim koşullardan bağımsız olarak enerji elde edilebilir.

Solar panellerde genel olarak fotodiyotlar kullanılır. Fotodiyotlar güneşten gelen fotonları kullanarak, silisyum şeklinde malzemelerdeki elektronları uyararak elektrik enerjisi elde etmeye yarar.

Meydana getirilen deneyde ise fotodiyotlar tersine emek harcayarak  kızılötesi radyasyondan gelen fotonları , sistemde kalan ısı radyasyonunu kullanarak küçük yada küçük miktarlarda enerji oluşturabiliyor.

Böylece deneysel sistemde negatif illüminasyon(aydınlanma) tesiri isminde olan bir pozitif yanları kullanıyor. Bu etkide Dünya’dan uzaya kaçan ısının oluşturduğu dış ışınım akışı kullanılıyor. Bu yeni kurulumda, gökyüzüne çevrili kızılötesi yarı iletkenle akış yakalanıyor ve elektrik akımına çevriliyor.

Diyagramda akımın fotodiyotta iki yönde de gidebileceğini gösteriyor.(Santhanam & Fan, Phys. Rev. B, 2016)

“Evrenin sonsuzluğu termodinamik bir kaynaktır. Optoelektronik fizik açısından, hakkaten gelen ışınım ve çıkan ışınım içinde hasat yapmak için oldukça güzel bir bakışım oluşuyor,” diyor Stanford Üniversitesi’nden Shanhui Fan.

Bununla birlikte geçtiğimiz yüzyıl ya da çağ Shanhui Fan’ın paylaşmış olduğu projede güneş panelinin ışığından enerji elde ederken, fazla ısının infrared ışınım olacak şekilde uzaya kaçtığını göstermişti.

Sistemin İşe Yaradığı Gösterildi

Yeni araştırmada ise gökyüzünden enerji elde etme prosesinde ise ölçülebilir oranda elektrik üretilebileceği gösterildi. Fakat halen enerji şebekelerine katkıda bulunabilecek oranda elektrik elde etmek için gidilmesi gereksinim duyulan uzun bir yol var.

Ekibin deneylerinde m2 başına 64 nanowat elde edilebildi her ne kadar bu oldukça küçük yada küçük bir miktar şeklinde gözükse de, bu sistemin işe yarayacağını gösteren inanılmaz bir kanıt. Teoride doğru materyaller ve koşullar sağlanırsa, milyon kat daha fazlaca doğrusu m2’de 4 watt kadar enerji üretilebilir.

“Şimdilik bu deneyde üretilen kuvvet halen kuramsal limitin oldukça altında yer ediniyor,” diyor Stanford’dan Masashi Ono.

Kızılötesi fotodiyotun deneysel şeması . (Masashi Ono)

Günümüzde güneş panellerinin m2 başına 100-200 watt ürettiğini düşünürseniz, gidilmesi gereksinim duyulan oldukça yol bulunduğunu görüyorsunuz. Fakat bu ilk oluşturulan şekil bile düşük güçte çalışan cihazlar ve makinelerin geceleri çalışmasını sağlayabilir, böylece her yenilenebilir cihazın şehre elektrik sağlaması için güce gereksinim duyması gerekmez.

Artık araştırmacılar bu sistemin işe yaradığını gösterdiler. Aslolan güçlük bu cihazın performansını iyileştirmek olacak. Eğer sistem umut vaat etmeye devam ederse, aynı sistem makinelerden gelen atık ısıyı yakalamakta da
kullanılabilir.

“Direkt gökyüzüne bir diyot çevirerek direkt kuvvet üretimi demonstrasyonu daha raporlanmamıştı. Sonuçlarımız gece süresince enerji elde etmek için direkt dış uzayın soğukluğunu kullanmak için bir yol gösteriyor,” diyor araştırmacılar.

Araştırma Applied Physics Letters dergisinde gösterildi.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir