Çığır açıcı yeni teknolojiyle Güneş enerjisi, fosil yakıtların yerini alabilir

Güneş enerjisiyle çalışan, muhtemelen çığır açacak bir cihaz 1000 derecenin üzerinde sıcaklıklara ulaşarak Dünya'daki en fazla fosil yakıt kullanan üretim süreçlerinden bazılarını çalıştırmada yeşil enerji kullanma umutlarını artırdı.

Sentetik kuvars kristalleri kullanarak Güneş enerjisini 1000 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda hapseden, kavram kanıtı niteliğindeki yeni teknoloji, karbonun yoğun kullanıldığı metal, çimento ve kimyasal üretimi gibi endüstrilere temiz enerji sağlama potansiyelini ortaya koyuyor.

Cam, çelik ve seramik gibi malzemelerin üretimi için 1000 derecenin üzerinde sıcaklıklara ihtiyaç duyulurken, halihazırda bu genellikle sadece fosil yakıtların yakılmasıyla elde edilebiliyor.

Bu imalat sanayileri dünyadaki enerji tüketiminin yaklaşık 4’te birini oluşturuyor.

Bilim insanları daha önce binlerce Güneş takip aynasından oluşan bir düzenekle Güneş ışığını hapsedip yoğunlaştırarak bu endüstrilere yakıt sağlamak için Güneş enerjisini kullanmayı denemişti. Ancak bu tür yöntemler gerekli sıcaklıklara verimli bir şekilde ulaşamamıştı.

Sentetik kuvars kristallerinin opak bir silikon diske bağlanmasıyla yapılan yeni cihaz, termal kapan etkisi denen bir olgudan faydalanarak daha önce görülmemiş verimlilik seviyelerinde Güneş ışığından yararlanıyor.

Teknolojik atılım, Device adlı bilimsel dergide çarşamba günü yayımlanan bir çalışmada açıklanıyor.

Çalışma prensibi, Güneş radyasyonuna maruz kalan opak maddelerin radyasyonu yüzeyden emerek iletim yoluyla içeriye aktarması, yarı saydam malzemelerinse Güneş ışığının içeriye girmesine ve içerdeki hacim boyunca emilmesine izin vermesi.

Yarı saydam malzemeleri uygun bir enerji radyasyon kaynağıyla düzgünce eşleştirerek maddenin büyük kısmında, Güneş radyasyonuna maruz kalan yüzeyden daha yüksek sıcaklıklar elde etmek, başka bir deyişle termal bir kapan yaratmak mümkün hale geliyor.

Araştırmacıların, 136 adet Güneş’ten gelen ışığa eşdeğer bir enerji aktarımına maruz bıraktığı cihazlarının bir ucu 1050 dereceye, diğer ucuysa 600 dereceye ulaştı.

ETH Zürih’ten Emiliano Casati, ortak yazarı olduğu çalışma hakkında şöyle diyor:

“Önceki araştırmalar sadece 170 dereceye kadar termal kapan etkisini göstermeyi başarmıştı. Bizim araştırmamızsa Güneş termal kapanının sadece düşük sıcaklıklarda değil, 1000 derecenin gayet üzerinde de çalıştığını gösterdi.”

Bu, gerçek dünyada yer alan endüstriyel uygulamalardaki potansiyelini göstermek açısından kritik önemde.

Halihazırda termal kapan etkisini optimize eden araştırmacılar, yöntemin kullanılabileceği yeni uygulamaları araştırıyor.

Diğer malzemelerin incelendiği ön analizler, daha yüksek sıcaklıklara bile ulaşılabileceğini ortaya koyuyor.

Dr. Casati, “Bu çalışma, çimento ve metal üretimi ve Güneş yakıtlarının termokimyasal üretimi gibi yüksek ısı gerektiren temel endüstriyel süreçleri karbondan arındırmak için daha verimli güneş alıcılarının geliştirilmesine katkı sağlıyor” diyor.

Endüstrinin bunu benimsemesini gerçekten teşvik etmek adına, bu teknolojinin ekonomik açıdan uygulanabilirliğini ve avantajlarını geniş ölçekte göstermemiz gerekiyor.