Giyilebilir cihazlarınızı veya kişisel klima sistemlerinizi sadece vücut ısınızla şarj edebileceğinizi hayal edin. Kulağa bilim kurgu gibi gelse de bilim insanları bu fikri gerçeğe dönüştürüyor.
Avustralya, Queensland Teknoloji Üniversitesi (QUT – Queensland University of Technology) araştırmacıları, bu fikri hayata geçirme adına önemli bir ilerleme kaydetti. Yeni geliştirdikleri, ultra ince ve esnek termoelektrik film sayesinde, vücut ısısından elektrik üretmek artık çok daha verimli hale geliyor.
Vücut ısısından enerji üretimi
Alternatif enerji kaynaklarına yönelik arayışlar, vücut ısısını kullanarak elektronik cihazları çalıştırma fikrini gündeme getirdi. Vücut ısısından enerji üretimi, uzun süredir bilim insanlarının ilgisini çekiyor ve çeşitli laboratuvar deneyleriyle test ediliyordu. Ancak bu teknolojinin ticari hale gelmesini engelleyen bazı sorunlar bulunuyordu. Avustralyalı araştırmacılar, geliştirdikleri yeni nesil esnek termoelektrik film ile bu sorunları aşmayı başardı.
Giyilebilir termoelektrik cihazlar
QUT’deki çalışmaya öncülük eden Profesör Wenyi Chen, geliştirdikleri teknolojiyi şöyle açıklıyor:
“Esnek termoelektrik cihazlar, doğrudan cilt üzerine yerleştiriliyor ve vücut ile çevre havası arasındaki sıcaklık farkını elektriğe dönüştürerek çalışıyor.”
Mevcut termoelektrik cihazların büyük bir kısmı bizmut tellürit kullanılarak üretiliyor. Bu yarı iletken malzeme, düşük enerji gerektiren uygulamalarda, ısıyı elektriğe dönüştürme konusunda oldukça etkili. Ancak şimdiye kadar yüksek maliyet, kısıtlı esneklik ve karmaşık üretim süreçleri nedeniyle geniş çapta kullanımı mümkün olmamıştı.
Termoelektrik filmler için önemli gelişme
QUT araştırmacıları, termoelektrik performansını artırmak için ‘nanobağlayıcı’ adı verilen özel kristaller kullanarak, bizmut tellürit tabakalarından sürekli bir yapı oluşturdu. Bu kristaller, geleneksel bağlayıcılardan farklı olarak, malzemenin esnekliğini ve iletkenliğini artırırken, ısıl kararlılığı da koruyarak daha verimli enerji dönüşümü sağlıyor. Bu sayede, A4 boyutunda basılabilen, yüksek verimli, esnek ve düşük maliyetli termoelektrik filmler üretildi. Bu yeni nesil malzeme, şu ana kadar geliştirilen en etkili esnek termoelektrik materyallerden biri.
Bu başarı, ‘solvotermal sentez’ adı verilen özel bir yöntem sayesinde elde edildi. Bu yöntemle, yüksek sıcaklık ve basınç altındaki bir çözücü içinde, nanokristaller oluşturuluyor. Malzeme, uygun maliyetli ve büyük ölçekli üretime uygun olacak şekilde, film halinde serigrafi baskı yöntemiyle üretiliyor. Üretim esnasında, parçacıkların birbirine daha güçlü bağlanmasını sağlamak için neredeyse erime noktasına kadar ısıtılıyor.
Geniş kullanım alanı
Bu yenilikçi teknolojinin kullanım alanları sadece giyilebilir cihazlarla sınırlı değil. QUT ekibi, bu filmlerin elektronik cihazların aşırı ısınmasını önlemek için de kullanılabileceğini belirtiyor. Örneğin, akıllı telefon ve bilgisayarlarda çiplerin daha verimli çalışmasını sağlamak için dar alanlara yerleştirilebilir.
“Bunun yanı sıra, vücut ısısıyla çalışan kişisel iklimlendirme sistemleri geliştirme potansiyelimiz var. Yani bu teknoloji, giyilebilir ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemlerine entegre edilebilir,” diyor QUT’den Profesör Chen.
Araştırmalar ilerledikçe, vücut ısısının güvenilir ve sürdürülebilir bir enerji kaynağı olarak daha fazla benimsenmesi bekleniyor. Bu gelişme, geleneksel bataryalara bağımlılığı azaltarak elektronik cihazlarla etkileşim şeklimizi kökten değiştirme potansiyeli taşımakta.
İlgili makaleler
- Araç egzozundan elektrik üretimi
- Barselona metrosu fren enerjisiyle evleri şarj ediyor
- Silikon batarya devrimi daha uzun ömür daha fazla enerji
- Güneş ışığından hidrojen üretimi yeşil enerjiye yeni yaklaşım
View this post on Instagram