Bilim insanları yağmur damlalarını elektriğe dönüştürdü

Geleneksel damla enerji jeneratörleri genellikle sağlam bir platform ve metal alt elektrot kullanıyor. Bir damla dielektrik film üzerine düştüğünde elektrik üretiliyor; ancak bu cihazlar yüksek maliyet, ağırlık ve sınırlı ölçeklenebilirlik nedeniyle geniş çaplı kullanıma uygun değil.

Yeni sistemde ise jeneratör bir su yüzeyinde yüzüyor ve su hem taşıyıcı taban hem de iletken elektrot görevi görüyor. Bu sayede cihazın ağırlığı yaklaşık %80 oranında azalırken maliyet %50 düşüyor. Üstelik elektrik çıktısı, metal tabanlı sistemlerle neredeyse aynı seviyede.

Doğal su, verimliliği zirveye taşıyor

Nefes'ten Mehmet Efe Altay'ın haberine göre, bir yağmur damlası yüzeydeki dielektrik filme çarptığında, suyun sıkıştırılamaz yapısı ve yüzey gerilimi darbeyi daha iyi soğuruyor. Böylece damla daha geniş bir alana yayılabiliyor.
Ayrıca sudaki iyonlar elektrik yükü taşıyıcısı görevi üstlenerek su tabakasının güvenilir bir elektrot olarak çalışmasını sağlıyor. Bu birleşik etki, her damlada yaklaşık 250 voltluk bir tepe değeri üretilmesine imkân tanıyor.

Zorlu koşullara karşı üstün dayanıklılık

Yeni jeneratör; farklı sıcaklık seviyelerinde, yüksek tuzluluk oranlarında ve hatta biyo-film içeren doğal göl sularında bile çalışmayı sürdürdü.
Araştırma ekibi ayrıca suyun güçlü yüzey gerilimini kullanarak suyun yalnızca aşağı yönde akmasına izin veren drenaj kanalları tasarladı. Bu sayede biriken suyun performansı engellemesi önleniyor.

Geniş alanlarda etkili, kolay ölçeklenebilir tasarım

Araştırmacılar, 0,3 metrekarelik entegre bir sistem geliştirerek bunun aynı anda 50 LED’i çalıştırabildiğini gösterdi. Ayrıca dakikalar içinde kondansatörleri doldurarak küçük cihazlar ve sensörler için kullanılabilir enerji sağladı.

Gelecekte bu yüzer sistemlerin göller, barajlar veya kıyı sularında konuşlandırılarak karadan yer kaplamadan yenilenebilir enerji üretmesi hedefleniyor.

Prof. Wanlin Guo, "Suyu hem yapısal hem elektriksel bir bileşen olarak kullanarak hafif, ekonomik ve ölçeklenebilir yeni bir yağmur damlası jeneratörü geliştirdik" diyerek teknolojinin potansiyeline dikkat çekti.

Gelecek uygulamalar ve beklenen zorluklar

Bu teknoloji yalnızca yağmurdan enerji üretmekle sınırlı değil. Su yüzeyinde doğal olarak yüzebildiği için su kalitesi, tuzluluk veya kirlilik gibi çevresel parametreleri ölçen sensörlere güç sağlayabilir.
Yağışın yoğun olduğu bölgelerde yerel şebekeler için dağıtık enerji kaynağı ya da off-grid sistemler için sürdürülebilir bir çözüm olabilir.

Bununla birlikte, gerçek yağmur damlalarının büyüklük ve hız farklılıklarının etkisini ölçmek ve büyük yüzeyli dielektrik filmlerin uzun süreli dayanıklılığını sağlamak için ek çalışmaların yapılması gerekiyor.

Araştırma ekibi, ölçeklenebilir prototipin başarılı şekilde çalışmasının, gerçek dünya uygulamalarına doğru önemli bir adım olduğunu vurguluyor.