Bask Ülkesi Üniversitesi'nden (EHU) araştırmacılar, yoğunlaştırılmış güneş enerjisi (CSP) sistemlerinde kullanılan malzemeler için yeni bir standart belirleyerek, güneş ışığının yüzde 99,5'ine kadarını emebilen ultra siyah bakır kobaltat nano iğneleri geliştirdiler. Bu bulgular, güneş kulesi teknolojisini daha verimli ve ticari olarak uygulanabilir hale getirebilir ve daha temiz enerjiye geçişi hızlandırabilir.
EHU'nun Malzemelerin Termofiziksel Özellikleri grubundan bilim insanları, özel olarak tasarlanmış yüksek sıcaklık araştırma ekipmanları kullanarak nano iğnelerin termal ve optik performansını detaylıca analiz etti. Araştırmacı Iñigo González de Arrieta, çalışmalarının amacının "güneş kulelerinde kullanılmak üzere ultra siyah malzemeler keşfetmek" olduğunu belirtti. Bu tür santrallerde yüzlerce ayna, güneş ışığını merkezi bir kuleye odaklayarak, kulenin ısıyı emerek enerjiye dönüştürmesini sağlıyor.
YÜKSEK SICAKLIKTA KARARLI
Şu anda piyasadaki en siyah malzemeler, ışığın yaklaşık yüzde 99'unu emen dikey hizalanmış karbon nanotüplerdir. Ancak bu malzemeler, yüksek sıcaklıklarda ve nemli ortamlarda kararsız oldukları için güneş kulesi uygulamaları için uygunsuz hale geliyordu. González de Arrieta, daha dayanıklı malzemelerle kaplanmaları gerektiğini ve bunun da optimizasyonlarını azalttığını ifade etti.
Buna karşılık, araştırma ekibinin Kaliforniya San Diego Üniversitesi tarafından patentlenen bakır kobaltat nano iğneleri, aşırı koşullar altında çok daha kararlıdır. Araştırmacı, bakır kobaltat nano iğnelerinin bugüne kadar kullanılan karbon nanotüplerden daha iyi performans gösterdiğini, hatta çinko oksitle kaplandığında daha da iyi performans gösterdiğini gözlemlediklerini aktardı.
REKABETÇİ SİSTEM
González de Arrieta, güneş kulelerinde şu anda kullanılan malzemelerin (siyah silikon) ışığın yüzde 95'ini emdiğini; ancak bakır kobaltat nano iğnelerinin yüzde 99'unu, çinko oksitle kaplanmış olanların ise yüzde 99,5'ini emdiğini açıkladı. Daha etkili emici malzemeler üretmeyi başardıklarında sistemlerin daha rekabetçi hale geleceğini söyleyen González de Arrieta, EHU'nun laboratuvarının, dünyada bu tür termo-optik analizler yapabilecek donanıma sahip sayılı laboratuvarlardan biri olduğunu anlattı.
Yoğunlaştırılmış güneş enerjisinin (CSP), termal enerjiyi daha sonra kullanılmak üzere depolayabilen temiz bir enerji kaynağı olarak giderek daha fazla ilgi gördüğünü belirten araştırmacı, İspanya'da bu enerjinin toplam enerji üretiminin yaklaşık yüzde 5'ini oluşturduğunu hatırlattı. González de Arrieta, güneş kulelerinde toplanan ısının, özel tuzları eritmek için kullanıldığını ve eriyen tuzun ısıyı çok iyi tuttuğunu, bu termal enerjiyi tekrar elektrik şebekesine aktarmanın çok daha kolay olduğunu sözlerine ekledi.
Bulgular uluslararası alanda ilgi odağı olurken, Kaliforniya Üniversitesi San Diego'dan Dr. Renkun Chen, bu nano iğneleri güneş kulelerinde kullanmak üzere araştırmak için ABD Enerji Bakanlığı ile iş birliği yapıyor. Gelecekteki çalışmalar, yeni nesil güneş kuleleri için daha iyi iletkenlik ve optik performansa sahip yeni malzemelerin geliştirilmesine odaklanacak.
