Güneş ışığının hızla kaybolduğu deniz altında enerji üretmek yıllardır büyük bir sorun. Çinli bilim insanları ise Güney Çin Denizi’nde 10 metre derinliğe indirdikleri özel güneş hücreleriyle lityum iyon bataryaları şarj etmeyi başardı. Peki, sonuç dünyayı nasıl etkileyecek?

Güneş paneli denildiğinde akla açık gökyüzü ve doğrudan güneş ışığı geliyor. Yunnan Üniversitesi’nden araştırmacılar ise bunun tam tersini yaptı ve panelleri denizin dibine taşıdı. Işığın büyük bölümünün daha yüzeyde kaybolduğu 10 metre derinlikte yapılan deneyde, özel olarak geliştirilen hücreler elektrik üretmeye devam etti.

Deniz suyunda kırmızı tonlardaki ışık kısa mesafede büyük ölçüde kayboluyor. Daha derine ise ağırlıklı olarak mavi ve yeşil dalga boyları ulaşabiliyor. Araştırmacılar da sıradan güneş panellerini suya indirmek yerine, tam olarak bu ışığı değerlendirebilecek hücreler geliştirdi.

Çalışmada kullanılan hücreler, kurşun halojenür perovskit adı verilen yarı iletken bir malzemeden üretildi. Tasarım, özellikle 5 ila 10 metre derinliğe ulaşabilen 400-600 nanometre arasındaki ışığı yakalayacak şekilde hazırlandı.

Laboratuvardaki denemelerin ardından sistem, Güney Çin Denizi’ndeki Weizhou Adası açıklarında gerçek koşullarda test edildi. Uzaktan kumandalı su altı araçları, 115 santimetrekarelik güneş hücrelerini 2, 6 ve 10 metre derinliğe taşıdı. En fazla enerji beklendiği gibi yüzeye yakın noktada elde edildi. Ancak 10 metreye inildiğinde bile sistem elektrik üretmeyi sürdürdü. 2 metrede 1.416 miliwatt-saat, 6 metrede 752 miliwatt-saat, 10 metrede ise 324 miliwatt-saat enerji toplandı.

Deney sırasında elde edilen enerji lityum iyon bataryalarda depolandı. Araştırmacılar, sistemin bataryaları yaklaşık iki saat içinde şarj edebildiğini ve depolanan enerjinin LED bir tabelayı çalıştırmaya yettiğini bildirdi.

Bu sonuç, su altında uzun süre görev yapan cihazların sürekli yüzeye çıkarılmadan enerji ihtiyacını karşılayabilmesi açısından dikkat çekici bulundu.

Teknolojinin hedefinde büyük elektrik üretim tesisleri bulunmuyor. Araştırmacılar öncelikle su altında çalışan sensörler, kameralar, haberleşme sistemleri ve akustik takip cihazları gibi düşük tüketimli ekipmanlara odaklanıyor. Bu cihazların önemli bir bölümü bugün bataryalarla çalışıyor ve enerji tükendiğinde bakım veya değişim gerekiyor. Su altında çalışan güneş hücreleri ise bu sistemlerin daha uzun süre bağımsız kalmasını sağlayabilir.

Ekibin hesaplamalarına göre geliştirilen güneş hücreleri uygun koşullarda yaklaşık beş buçuk yıl boyunca çalışabilir. Araştırmacılar ileride mercan resiflerini sürekli görüntüleyen kameralar, deniz altı iletişim ağları ve uzun süreli bilimsel gözlem sistemlerinin benzer teknolojilerle beslenebileceğini düşünüyor.