Araştırmacılar, mevcut en gelişmiş cihazlardan 15 kat daha verimli bir güneş termoelektrik jeneratörü (STEG) geliştirdi.

Araştırmacılar, mevcut en gelişmiş cihazlardan 15 kat daha verimli bir güneş termoelektrik jeneratörü (STEG) geliştirdi.

Enerji bağımsızlığını artırmayı hedefleyen araştırmacılar, güneş elektriği üretmenin olası bir yolu olarak STEG’leri inceliyordu. Çoğu güneş panelinde bulunan fotovoltaik hücrelerin aksine, STEG’ler yalnızca doğrudan güneş ışığını değil, aynı zamanda çeşitli ısıl enerjileri de yakalayabiliyor. Bu cihazlar, yarı iletken malzemelerle ayrılmış bir sıcak taraf ve soğuk taraftan oluşuyor ve aradaki sıcaklık farkı, Seebeck etkisi ile elektrik üretiyor. Ancak STEG’lerin yaygın kullanımı, düşük verimlilikleri nedeniyle sınırlı kalmıştı. Günümüzde çoğu model, gelen güneş ışığının %1’inden azını elektriğe dönüştürebiliyor, bu da standart güneş panellerinin yaklaşık ’lik dönüşüm oranının çok altında kalıyor.

Light: Science and Applications dergisinde yayımlanan çalışmada ekip, benzersiz spektral mühendislik ve ısıl yönetim yöntemlerini kullanarak, önceki cihazlardan 15 kat daha fazla enerji üreten bir STEG geliştirdi.

Sıcak taraf için: Guo’nun laboratuvarında geliştirilen özel siyah metal teknolojisi uygulandı. Bu teknoloji, sıradan tungsten metalini güneş dalga boylarını seçici biçimde soğuracak şekilde değiştirdi. Yoğun femtosaniye lazer darbeleriyle metal yüzeyine nanoskopik yapılar işlendi. Bu sayede güneş ışığından daha fazla enerji yakalanırken, diğer dalga boylarındaki ısı kaybı azaltıldı. Isı tutma için: Araştırmacılar siyah metalin üzerine bir plastik kaplama yerleştirerek mini bir sera oluşturdu. Guo, “Bir çiftlikteki sera gibi, bu kaplama konveksiyon ve iletimi azaltarak daha fazla ısıyı içeride tutuyor ve sıcak tarafın sıcaklığını artırıyor” dedi.

Soğuk taraf için: Ekip, sıradan alüminyuma yine femtosaniye lazer darbeleri uygulayarak mikroyapılı bir ısı emici oluşturdu. Bu yapılar, radyasyon ve konveksiyon yoluyla ısı dağıtımını artırdı. Sonuçta tipik bir alüminyum ısı dağıtıcısının iki katı soğutma performansı elde edildi. Çalışmada Guo ve ekibi, geliştirdikleri STEG’in LED’leri mevcut yöntemlerden çok daha verimli şekilde çalıştırabileceğini basit bir gösterimle ortaya koydu. Guo, bu teknolojinin ayrıca: Nesnelerin İnterneti (IoT) için kablosuz sensörlere, Giyilebilir cihazlara, Kırsal bölgelerde şebekeden bağımsız yenilenebilir enerji sistemlerine güç sağlayabileceğini belirtti./ kaynak: doğruhaber