Sürdürülebilir enerjide yeni durak: Güneş ışığını şişeye hapsetmek

Güneş enerjisi kullanımındaki en büyük zorluklardan biri, güneş battığında ne olacağıdır. Gün boyunca Güneş hücreleri güneş ışınlarından gelen enerjiyi yakalar ve kullanılabilir elektriğe dönüştürür. Ancak gece ve kötü hava koşullarında üretilen elektrik miktarının yeterli olacağına güvenilemez.

Üretilen enerjinin bir kısmı çeşitli pil türleri aracılığıyla daha sonra kullanılmak üzere depolanır. Ancak bu piller hantal, karmaşık, pahalı ve verimlilikleri giderek azalmaktadır.

Kaliforniya Üniversitesi, Santa Barbara'daki araştırmacılar, Güneş enerjisini doğrudan ısı olarak depolayarak pillere olan ihtiyacı ortadan kaldıran yeni bir malzeme geliştirdiler.

Bu gelişme, moleküler güneş termal (MOST) enerji depolamasının yeni bir biçimidir; bu, Güneş ışığını doğrudan moleküler düzeyde kimyasal bağlara dönüştüren ve enerjiyi daha sonra ısı şeklinde açığa çıkaran yeni bir teknoloji sınıfıdır.

Araştırmacıların yaklaşımı, ışığa duyarlı modifiye pirimidon molekülleri içeren özel olarak tasarlanmış bir sıvı kullanıyor. Güneş ışığına maruz kaldığında, her molekül geri dönüşümlü bir yapısal değişime uğrayarak düşük enerjili bir konfigürasyondan gergin, yüksek enerjili bir forma geçiyor.

Her molekülü minik bir yay olarak düşünebilirsiniz. Güneş ışığı yayı "sarar" ve molekülü bükülmüş, enerji açısından zengin bir yapıya zorlar. Molekül daha sonra bu durumda kilitli kalır.

Molekül, depoladığı enerjiyi kaybetmeden aylarca veya yıllarca bu şekilde kalabilir. Isı veya asit gibi bir katalizör uygulandığında, molekül orijinal şekline geri döner ve depoladığı enerjiyi ısı olarak açığa çıkarır.

Bu süreç tekrarlanabilir. Ve bu, yeniden kullanılabilir ve geri dönüştürülebilir teknolojinin arzu edilen bir özelliğidir.

"Fotokromik güneş gözlüklerini hayal edin. İçerideyken lensler şeffaf. Güneşe çıktığınızda kendiliğinden kararıyorlar. İçeri girdiğinizde ise lensler tekrar şeffaf hale geliyor," diyor araştırmacılardan ve makalenin baş yazarı Hanh Nguyen.

"İşte bu tür geri dönüşümlü değişim, ilgilendiğimiz özelliktir. Enerjiyi depolamak, ihtiyaç duyduğumuzda serbest bırakmak ve ardından malzemeyi tekrar tekrar kullanmak için aynı fikri kullanıyoruz," diye açıklıyor bilim insanı.

Araştırmalarda sıklıkla olduğu gibi, araştırmacılar ilhamlarını doğadan aldılar. Sentezlenen molekül, ultraviyole ışığa maruz kaldığında tersine çevrilebilir yapısal değişikliklere uğrayabilen DNA'da bulunan bir bileşenin yapısına dayanmaktadır.

Ancak teknoloji henüz araştırma ve pilot uygulama aşamasında. Ama çok umut vadeden bir teknoloji, değil mi?