İspanya’nın Bask Ülkesi Üniversitesi (EHU) araştırmacıları, yenilenebilir enerji alanında çığır açan sonuçlar ortaya koydu ve nanoiğneler gibi yeni geliştirilen nanomalzemelerin güneş ışığının yüzde 99,5'ine kadarını emebildiğini gösterdi. EHU'nun Malzemelerin Termofiziksel Özellikleri araştırma grubu, çinko oksitle kaplanmış bakır kobaltat nanoiğnelerini test etmek için Kaliforniya Üniversitesi, San Diego (UCSD) ile işbirliği yaptı.
Sonuçlar, karbon nanotüpler ve siyah silikon gibi geleneksel malzemelerle karşılaştırıldığında üstün optik ve termal performans ortaya koydu. Bu sonuçlar, yeni nesil yenilenebilir enerji altyapısının temel taşı olan daha verimli ve dayanıklı güneş kulesi sistemlerinin önünü açabilir.
ULTRA SİYAH KULELER
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisi santralleri (CSP), güneş ışığını, ısı enerjisini emen ve depolayan bir alıcı kuleye yönlendirmek için yüzlerce ayna kullanarak çalışır. Maksimum verim elde etmek için bu kulelerdeki emici malzemelerin "ultra siyah" olması, yani gelen ışığın neredeyse tamamını hapsederken aşırı ısı ve neme dayanıklı olması gerekiyor.
Dikey hizalanmış karbon nanotüpler, güneş ışığının yaklaşık yüzde 99'unu hapsedebilme kapasitesiyle ışık emiliminde altın standart olmuştur. Ancak, yüksek sıcaklık ve nem altında hızla bozuldukları için CSP santrallerinde kullanımları sınırlıdır.
KARBON SINIRLAMASI
EHU'nun baş araştırmacısı Dr. Iñigo González de Arrieta, karbon nanotüplerin yüksek sıcaklıklarda ve yüksek nemde stabil olmadığını, bu nedenle daha dayanıklı malzemelerle kaplanmaları gerektiğini ve bunun da optimizasyonlarını azalttığını belirtti. Ayrıca karbon nanotüplerin ışığın yaklaşık yüzde 99'unu emmesine rağmen güneş kulelerinde kullanılamadığını ekledi.
Testler, bakır kobaltat nanoiğnelerin bu sınırlamaların üstesinden gelebileceğini ortaya koydu. Bu nanoiğneler, aşırı koşullar altında stabil kalmanın yanı sıra, özellikle çinko oksitle kaplandıklarında daha yüksek ışık emilim oranları (yüzde 99.5) sağlıyor.
ENERJİYİ DEPOLAMA AVANTAJI
Geleneksel fotovoltaik sistemlerin aksine, CSP teknolojisi güneş ısısını termal enerji olarak depolayabilir ve güneş ışığı olmadığında bile elektrik üretebilir. Bu, enerjiyi verimli bir şekilde muhafaza eden ve daha sonra türbinlere güç sağlamak için kullanabilen erimiş tuzların ısıtılmasıyla sağlanır.
Avrupa'da bu tür ölçümleri yapabilen sayılı yüksek sıcaklık laboratuvarlarından birinde yürütülen araştırma, uluslararası bir çalışmanın parçası. İspanya'da CSP şu anda ülkenin ulusal enerji üretiminin yaklaşık yüzde 5'ini oluşturuyor, ancak uzmanlar bu tür yeni malzemelerin benimsenmesiyle bu oranın hızla artabileceğine inanıyor. González de Arrieta, güneş kuleleri için daha iyi ışık emici özelliklere sahip yeni kaplamalar geliştirmenin önemini vurguladı ve gelecekte araştırmacıların nanoiğneleri iletkenliklerini artıran malzemelerle kaplamayı da araştırabileceklerini sözlerine ekledi.
