Güneş Enerjisini 18 Yıla Kadar Depolayabilen Solar Termal Yakıt Geliştirildi

Her ne kadar güneş ve rüzgar enerjisi sınırsız yenilenebilir bir enerji kaynağı olsa da bu kaynakların uzun süreli olarak depolanmasıyla ilgili hala ucuz ve somut bir yöntem geliştirilemedi. Solar enerji endüstrisi bu sorun yüzünden tökezliyordu. Fakat, geçtiğimiz yıllarda 4 sayfalık bir araştırma şaşırtıcı bir çözümü gözler önüne serdi. İsveç’deki bilim insanları güneşten gelen enerjiyi 10 yıldan fazla bir süre de depolayabilen, solar termal yakıt olarak adlandırılan özel bir sıvı geliştirdiler.

MIT Üniversitesinde bu termal materyal üzerine çalışan Jeffrey Grossman’a göre: “Solar termal yakıt şarj edilebilen bir batarya gibi çalışır. Fakat depolanan enerji elektrik olarak değil ısı formundadır.  Güneş ışığını sıvının içerisine hapsedip talep edilen kadar enerjiyi ısı olarak elde ediyorsunuz.”

Bu sıvı aslında İsveç’teki Chalmer Teknoloji Üniversite’sindeki bilim insanlarının geliştirmek için bir yıldan fazla bir süredir üzerinde çalıştıkları sıvı bir moleküldür. Bu molekül karbon (C), hidrojen (H) ve nitrojen yani azottan (N) oluşmaktadır. Bu yakıt güneş ışığına maruz kaldığı zaman atomları arasındaki bağları yeniden düzenleyerek izomer adı verilen yeni bir forma dönüşür.

Bir tuzağa yakalanan av gibi, güneşten gelen enerji de izomerin güçlü kimyasal bağlar arasında yakalanır ve molekül oda sıcaklığına soğuduktan sonra bile orada kalır.  Geceleri veya kış günleri enerjiye ihtiyaç duyulduğunda sıvı bir katalizör vasıtasıyla orjinal formuna dönerek bünyesindeki ısı enerjisini açığa çıkarır.

Nanomateryal araştırmacısı olan Chalmers Üniversite’sinden Kasper Moth-Poulsen’e göre: “İzomerdeki enerji 18 yıla kadar depolanabilir. Enerjiyi açığa çıkarmak ve kullanmak istediğimizde de beklediğimizden daha yüksek bir sıcaklık artışı elde ederiz.”

Solar Termal Yakıt Enerji Sistemi

Solar termal yakıt ile  oluşturulmuş bir prototip enerji sistemi test edilmek amacıyla üniversitenin çatısına konulmuş ve araştırmacılara göre sonuçlar bir çok yatırımcının ilgisini çekmiş. Yenilenebilir, emisyonlardan arıtılmış bu enerji cihazı merkezinde bir boru bulunan iç bükey bir yansıtıcıdan oluşmaktadır. Bu sistem de Güneşi gün içerisinde geliş açısına göre takip eder. Transparan borulara doğru pompalanan sıvı güneş ışığıyla ısıtılır ve norbornadiene molekülü ısıyı hapseden izomer (quadricyclane) molekülüne dönüştürülür. Sıvı oda sıcaklığında minimum ısı kaybıyla saklanır.

Saklanan enerjiye ihtiyaç duyulduğunda ise özel bir katalizör vasıtasıyla izomer formunda bulunan sıvı tekrar orjinal fazına döner. Bunu yaparken de sıvıyı 63 derece sıcaklığında ısıtır. Umarız ki bu sıcaklık, evsel ısıtma sistemlerinde, binanın su ısıtıcısını, bulaşık makinesini, çamaşır kurutma makinesini ve çok daha fazlasına güç verme de kullanılabilir. Araştırmacılar, güneş enerjisini ısı olarak depolayıp moleküle önemli bir zarar vermeden tekrar açığa çıkaran bu döngüyü 125 kezden fazla gerçekleştirdiler.

Moth-Poulsen: “Son zamanlarda bir çok önemli gelişme kaydettik ve şu an elimizde emisyonlardan arıtılmış tüm yıl boyunca çalışabilen bir sistem var.”

Bazı geliştirmelerden sonra araştırmacılar sıvı yakıtlarının kilogram başına 250 Wh enerjiyi depolayabileceğini iddia etmektedirler. Bu da Tesla’nın Powerwall akülerinin kapasitesinin iki katına denk gelmektedir. Fakat çok fazla miktarda geliştirilmesi gereken durum var. Araştırmacılar sistemden en az 110 derece daha fazla sıcaklıkta ısı elde edebileceklerini düşünüyor.

“Yapılacak çok iş var. Sistemin çalışmaya başlaması gerekiyor. Şimdi her şeyin en iyi şekilde tasarlandığından emin olmalıyız.” diyen Moth-Poulsen, ayrıca her şey planlandığı gibi giderse solar termal yakıt sisteminin 10 yıl içerisinde ticari olarak kullanılabileceğini düşünüyor.

Kaynak: ScienceAlert