Nikola Tesla’nın fikri gerçek oluyor! İşte havadan elektrik elde etmenin geleceği

ensonhaber.com

Ünlü fizikçi Nikola Tesla, fırtına bulutlarında meydana gelen işlemlerden yararlanarak havadaki nemden elektrik elde etmek istedi.

Tesla’nın ölümünden 80 yıl sonra bilim insanları bu fikri hayata geçirmek için çeşitli çalışmalar yürütüyor. Peki gelecekte gerçekten havadan elektrik üretebilecek miyiz?

Havadan elektrik enerjisi çalışmaları

Havada elektrik üretmek dünyanın enerji ihtiyacını karşılamanın yeni bir yolu olabilir. Hava sürekli hareket halinde olan ve potansiyel enerji taşıyan bir ortamdır. Bu enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi için farklı yöntemler üzerinde çalışmalar yürütülmektedir.

Jun Yao ve ekibi Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden, Sadece nemli havadan elektrik üretebilecek bir teknoloji geliştiriyor.

Nikola Tesla ve diğerleri bunu geçmişte araştırdılar ancak hiçbir zaman umut verici sonuçlara ulaşamadılar. Ancak bu durum yakında değişebilir.

Dünya çapında çok sayıda araştırma grubu, havada doğal olarak yüzen su moleküllerinden elektrik üretmenin yeni yollarını keşfediyor.

Bu mümkündür çünkü bu su molekülleri kendi aralarında küçük elektrik yüklerini aktarabilirler.

Buradaki zorluk, kullanılabilir olmaya yetecek kadar elektrik toplamaktır. Ancak bilim insanları artık minyatür bilgisayarlara veya sensörlere güç sağlamaya yetecek kadar elektrik elde edebileceklerine inanıyor.

Bu, neredeyse 7/24 etrafımızda olabilecek yeni bir yenilenebilir enerji formunun heyecan verici olasılığını artırıyor.

İlk çalışmalar 2020’de başladı

2020’de Yao ve meslektaşları, bir bakteri tarafından üretilen küçük protein nanotellerinin havadan nasıl elektrik toplayabildiğini açıklayan bilimsel bir makale yayınladılar.

Kesin mekanizma hala tartışılıyor, ancak malzemenin küçük gözeneklerinin yüzen su moleküllerini yakalayabildiği gösterildi. Malzemeye sürtünürken, su molekülleri de ona yük veriyor gibi görünüyor.

Yao, böyle bir sistemde çoğu molekülün yüzeye yakın kaldığını ve büyük miktarlarda elektrik yükü biriktirdiğini, diğer birkaç molekülün ise daha derinlere nüfuz ettiğini söylüyor. Bu, malzeme katmanının üst ve alt kısmı arasında bir yük farkı yaratır.

Bu, su moleküllerinin hareketini etkileyerek ve yük ayrımı için doğru koşulları yaratarak elektrik üretebileceğiniz anlamına gelir. Yao, “Cihaz kelimenin tam anlamıyla dünyanın her yerinde çalışabilir.” diyor.

2020 yılında yayınlanan bu makale buzdağının sadece görünen kısmıydı. Yao ve meslektaşları, Mayıs 2023’te, nano gözeneklerle doldurulmuş, ancak grafen oksit pullarından polimerlerden türetilen selüloz nano elyaflara kadar çeşitli farklı malzemeler kullanarak aynı türde yapıyı oluşturdukları bir çalışma yayınladılar.

Küçük farklılıklarla da olsa hepsi işe yaradı. Bu da malzemenin kendisinden ziyade yapının önemli olduğunu gösteriyor.

Az da olsa elektrik üretildi

Şimdiye kadar yapılan deneylerde, insan saçından daha ince olan cihazlar, bir voltun çok küçük bir kısmına eşdeğer, çok küçük miktarlarda elektrik üretti.

Yao, daha fazla malzeme üreterek veya bunların parçalarını birbirine bağlayarak birden fazla volt ve daha yüksek taşıma kapasitesi elde etmeye başlayabileceğinizi öne sürüyor.

Araştırmaya dahil olmayan, İngiltere’deki Imperial College London’da malzeme mühendisi olan Reshma Rao. “Bunun gerçekten heyecan verici olduğunu düşünüyorum.” diyor.

Ancak Rao, böyle bir teknolojinin tüm binalara veya arabalar gibi enerji tüketen makinelere güç sağlayacağını hayal etmenin gerçekçi olamayabileceği konusunda uyarıyor.

Ancak havadaki nem, yalnızca sensörler veya küçük giyilebilir elektronikler gibi IoT bağlantılı cihazlara güç sağlamak için yeterli olabilir.

Ancak Haziran Nemli havayı potansiyel bir enerji kaynağı olarak araştıran tek ekip Yao değil. 2020 yılında İsrail’de bir grup, nemli havayı iki metal parçası arasından geçirerek elektrik üretmeyi başardı. Nemli hava metalin üzerinden aktıkça üzerinde bir yük oluşturdu.

Bu olay ilk kez 1840 yılında, kuzeydoğu İngiltere’deki Newcastle’ın kuzeyinde, bir kömür madeninde çalışan bir tren sürücüsünün motoru çalıştırırken elinde tuhaf bir karıncalanma hissi hissetmesiyle fark edildi.

Daha sonra sürücü, parmağı ile aracın kulplarından birinin arasında küçük bir kıvılcımın sıçradığını fark etti. Olayı araştıran bilim adamları, buharın motor kazanının metaline sürtünmesinin yük birikmesine neden olduğu sonucuna vardı.

İsrail’deki Tel Aviv Üniversitesi’nde atmosfer bilimleri alanında araştırmacı olan ve 2020 tarihli makalenin ortak yazarı Colin Price, küçük metal parçaları kullanılarak yapılan laboratuvar deneylerinde üretilen yüklerin çok düşük olduğunu söylüyor.

Ancak kendisinin ve meslektaşlarının sistemlerini iyileştirmek için çalıştıklarını da ekliyor.

Portekiz’den bir araştırma daha

Bu arada Portekiz’deki başka bir ekip, nemli havayı enerji kaynağı olarak kullanmayı amaçlayan, Avrupa Birliği tarafından finanse edilen bir proje üzerinde çalışıyor. YAKALAYICI adlı bir proje üzerinde çalışıyor.

Projeyi Portekiz’in Lizbon kentindeki Lusófona Üniversitesi’nde malzeme bilimcisi olan Svitlana Lyubchyk koordine ediyor.

Lyubçik, “Mühendislik prototipinin kabaca bu yılın sonuna kadar hazır olacağını düşünüyorum.” diyor.

Lyubchyk, zirkonyum oksitten yapılmış yaklaşık 4 cm çapında gri bir disk gösteriyor ve malzemenin su moleküllerini nemli havada hapsedip onları küçük kanallardan akmaya zorladığını söylüyor.

Bunun tek bir diskten yaklaşık 1,5 volt sağlamaya yeterli bir elektrik yükü ürettiği belirtiliyor.

Lyubchyk, LED’e güç sağlamak için yalnızca iki diskin yeterli olduğunu iddia etti ve daha da büyük bir çıktı oluşturmak için malzemenin çok daha fazla parçasının birbirine zincirlenebileceğini ekledi.

Ancak çalışmaya ilişkin bazı bilgiler çevrimiçi olarak mevcut olmasına rağmen Ekibin en son deneyleriyle ilgili tüm ayrıntılar henüz yayınlanmadı veya hakem incelemesinden geçmedi.

Grup ayrıca LED’e güç sağlamak için disklerin nasıl bağlandığını gösteren herhangi bir materyali paylaşmayı da reddetti.

Bilim insanları havadan elektrik üretme çabalarıyla ilgili araştırılacak daha çok şey olduğunun farkında.

Kanada’daki McGill Üniversitesi’nde enerji kararlarının çevresel ve ekonomik değiş tokuşlarını inceleyen inşaat mühendisi Sarah Jordaan, bunun gibi bir teknolojiyi ticarileştirmeye çalışan herkesin, diğer yenilenebilir kaynaklarla karşılaştırıldığında yeterli güç çıktısını ve maliyet rekabetçiliğini kanıtlaması gerektiğini söylüyor.

Rüzgar ve güneş gibi daha köklü yenilenebilir enerji teknolojileri açıkça bir adım önde. Fosil yakıtlardan uzaklaşmanın özellikle acil olduğu bir zamanda, önümüzdeki on yıl içinde muhtemelen daha da önem kazanacaklar.