Isıyı Yararlı Enerjiye Dönüştürmenin Yeni Bir Yolu

Aksi takdirde kaybedilecek olan ısıyı yakalamak.

Uluslararası bir bilim ekibi, ısının nasıl yakalanacağını ve elektriğe nasıl dönüştürüleceğini buldu.

Science Advances dergisinde geçen hafta yayınlanan keşif, araba egzozu, gezegenler arası uzay sondaları ve endüstriyel prosesler gibi şeylerdeki ısıdan daha verimli enerji üretimi sağlayabilir.

Mekanik ve havacılık mühendisliği profesörü ve Ohio State Üniversitesi’nde Nanoteknoloji’de seçkin bir akademisyen olan çalışmanın ortak yazarı Joseph Heremans, “Bu keşif sayesinde, sıcaklıktan bugünkünden daha fazla elektrik enerjisi üretebilmeliyiz” dedi. “Bu şimdiye kadar kimsenin mümkün olmadığını düşündüğü bir şeydi.”

Bu keşif paramagnet denilen küçük parçacıklara dayanıyor – çok mıknatıslı olmayan ancak biraz manyetik akı taşıyan küçük parçalar. Bu önemlidir, çünkü mıknatıslar ısıtıldığında manyetik güçlerini kaybeder ve paramanyetik olarak adlandırılır. Bir manyetizmanın akışı – bilim adamlarının “dönme” dedikleri şey – bu keşfe kadar oda sıcaklığında enerji toplamak için kullanılamayan bir şey olan magnet-etki termoelektriği denilen bir enerji türü yaratır.

Heremans, “Herkesce inanılan bir zamanlar şöyleydi; bir paramanyetiğiniz varsa ve ısıtırsanız, hiçbir şey olmaz” dedi. “Ve bunun doğru olmadığını bulduk. Bulduğumuz şey, termoelektrik yarı iletkenleri tasarlamanın yeni bir yoludur – ısıyı elektriğe dönüştüren malzemeler. Son 20 yıl boyunca sahip olduğumuz geleneksel termoelektrikler çok verimsiz ve bize çok az enerji veriyor, bu yüzden gerçekten yaygın olarak kullanımda değiller. Bu anlayışı değiştiriyoruz. ”

Mıknatıslar ısıdan enerji toplamanın çok önemli bir parçasıdır: Bir mıknatısın bir tarafı ısıtıldığında diğer tarafı – soğuk taraf – daha manyetik hale gelir, mıknatıstaki elektronları iten ve elektrik üreten spin üretir.

Bununla birlikte, paradoks, mıknatıslar ısındığında, paramagnetlere dönüşerek manyetik özelliklerinin çoğunu kaybetmesi, – “neredeyse-tamamen-olmayan-mıknatıslar” olarak adlandırılırlar. Bu, bu keşfe kadar hiç kimsenin, ısı toplamak için paramanyetik kullanmayı düşünmediği anlamına gelir çünkü bilim adamları paramanyetiklerin enerji toplayamadığını düşünüyorlardı.

Ancak araştırma ekibinin bulduğu şey, paramagnetlerin elektronları yalnızca saniyenin milyonda birinin milyarda biri kadar ittiğidir – ki bu paramagnetleri canlı enerji toplayıcılar yapacak kadar uzun bir süredir.

Araştırma ekibi – Ohio Eyalet, North Carolina Eyalet Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi’nden (hepsi bu dergi makalesinde eşit yazarlar olan) uluslararası bir bilim insanı grubu – doğru koşullarda gerekli dönüşü sağlayıp sağlamadıklarını görmek için paramagnetleri test etmeye başladı.

Heremans, paramagnetlerin yaptıkları şeyin aslında elektronları iten bir dönüş türü üretmek olduğunu söyledi.

Ve bunun enerji toplamayı mümkün kılabileceğini söyledi.

Ohio Eyaleti yüksek lisans öğrencisi Yuanhua Zheng de bu çalışmasının bir yazarıdır. Araştırma, ABD Enerji Bakanlığı Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı’ndaki ek araştırmacılarla birlikte yapıldı ve Ulusal Bilim Vakfı, Bilimsel Araştırma Hava Kuvvetleri Ofisi ve ABD Enerji Bölümü tarafından desteklendi.

Kaynak: sciencedaily.com