Bilim dünyası uzun süredir yağmur damlalarının taşıdığı kullanılmamış enerjiyi elektriğe çevirmenin yollarını araştırıyordu. Ancak geleneksel damla elektrik jeneratörleri, düşük verimlilik, ağır yapılar ve sınırlı ölçeklenebilirlik gibi temel sorunlarla mücadele ediyordu.
Nanjing Havacılık ve Uzay Bilimleri Üniversitesi araştırmacıları ise bu sorunlara yenilikçi bir çözüm getirdi: Yapısının temel bir parçası olarak doğal su kullanan yüzen damlacıklı bir elektrik jeneratörü. Bu yeni tasarım, yenilenebilir enerji üretimine giden hafif, uygun fiyatlı ve çevre dostu bir yol sunuyor.
SUDAN GELEN ÇÖZÜM
Geleneksel jeneratörler, sert bir taban üzerinde bulunan dielektrik filme çarpan damlalarla elektrik üretirken, yeni tasarım doğrudan su üzerinde yüzdürülerek farklı bir yaklaşım benimsiyor. Bu düzenekte su, hem destek tabanı hem de iletken elektrot görevi görüyor. Doğayla kurulan bu entegrasyon sayesinde, benzer elektrik çıkışı korunurken, toplam malzeme ağırlığı eski modellere kıyasla yaklaşık yüzde 80 ve maliyeti yaklaşık yüzde 50 oranında azaltılıyor.
EŞSİZ YAPISAL ROL
Yağmur damlaları yüzen dielektrik yüzeye düştüğünde, suyun doğal özellikleri (sıkıştırılamazlığı ve güçlü yüzey gerilimi) darbeyi emmek ve damlacıkların verimli bir şekilde yayılmasını sağlamak için gerekli mekanik kararlılığı sağlıyor. Aynı zamanda, sudaki iyonlar yük taşıyıcı görevi görerek güvenilir bir elektrot işlevi görüyor. Bu sayede yüzen jeneratörün damlacık başına yaklaşık 250 voltluk tepe voltajları üretmesi sağlanıyor. Ekip, cihazın ayrıca fazla damlacıkları gidermek için kendi kendini düzenleyen drenaj delikleri tasarlayarak su birikimini önlediğini belirtiyor.
DAYANIKLILIK TESTLERİNİ GEÇTİ
Tasarımın güçlü yanlarından biri de dayanıklılığıdır. Yapılan testler, jeneratörün değişen sıcaklıklar, tuz konsantrasyonları ve hatta biyolojik kirlenmeye sahip açık hava göl suyu gibi zorlu koşullarda bile performansını koruduğunu gösterdi. Araştırmacılar, dielektrik katmanın kimyasal ataleti ve su bazlı yapının dayanıklılığı sayesinde cihazın stabil çalıştığını vurguluyor.
BÜYÜK ÖLÇEK POTANSİYELİ
Yüzen damlacık elektrik jeneratörü, ölçeklenebilirlik açısından da umut vadediyor. Araştırmacılar, aynı anda 50 ışık yayan diyotu (LED) çalıştırabilen 0,3 metrekarelik entegre bir cihaz geliştirdi. Bu tür sistemler göllerde, rezervuarlarda veya kıyı bölgelerinde konuşlandırılarak değerli toprak kaynaklarını işgal etmeden yenilenebilir elektrik üretebilir.
Araştırmacılar, suyun hem yapısal hem de elektriksel roller üstlenmesini sağlayarak, hafif, uygun maliyetli ve ölçeklenebilir damlacık elektriği üretimi için yeni bir stratejinin kilidini açtıklarını belirtiyor. Bu yaklaşımın, güneş ve rüzgar gibi diğer yenilenebilir teknolojileri tamamlayabilecek, karaya bağımlı olmayan hidrovoltaik sistemlerin kapısını açacağı ifade ediliyor.
