Vücudun yaydığı ısı, giyilebilir teknoloji cihazlarını çalıştırabilecek enerji kaynağı olabilir.
Termal kameralarla gözlemlendiğinde, insan vücudunun çevreye sürekli olarak ısı yaydığı görülebilir. Her bir metrekarelik vücut yüzeyi saatte yaklaşık 19 kibritin yanmasına denk ısı üretir.
Araştırmacılar, vücuttan yayılan ısıyı toplayıp depolayarak bir tür dahili güç kaynağı gibi işlev görebilecek cihazlar üretebilmenin mümkün olduğunu söylüyor. Bu yaklaşımla, akıllı saatler, fitness takip cihazları ve GPS izleyiciler gibi giyilebilir cihazların şarj ihtiyacı minimuma indirilebilir.
Bu yaklaşım, vücut ısısının termoelektrik malzemelerle elektrik enerjisine dönüştürülmesine dayanıyor. Doğal olarak ısı yayan vücut yüzeyinden elde edilen bu enerji, aynı zamanda çevre dostu bir çözüm sunarak, teknoloji dünyasında devrim yaratacak potansiyele sahip. Hem sağlıklı hem de sürdürülebilir bir alternatif olarak geliştirilen bu sistem, giyilebilir teknolojilere şarj kablolarını geride bırakma şansı tanıyor.
Günümüz sanayisinde, araç motorlarından üretim makinelerine kadar birçok farklı kaynaktan büyük miktarda atık ısı ortaya çıkar. Atık ısı kazanımı, bu enerjiyi geri kazanarak hem operasyonel verimliliği artırmayı hem de çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlamayı amaçlar. Bu süreçte, termoelektrik etki sayesinde ısıdan elektrik üretmek mümkün hale gelir.
Ancak, geleneksel termoelektrik malzemeler, çoğunlukla kadmiyum, kurşun veya cıva gibi çevre ve sağlık açısından riskli materyallerden yapılır. Araştırma ekibi ise, daha güvenli ve sürdürülebilir bir alternatif olarak ahşap bazlı termoelektrik materyallerin kullanılabileceğini keşfetti.
Ahşap iyi bir güç toplama kaynağı
Ahşap, yüzyıllardır yapı malzemesi ve yakıt olarak kullanılagelmiştir. Araştırmacılar, ahşaptan türetilen lignin maddesinin düşük sıcaklıktaki atık ısıyı elektriğe dönüştürebileceğini keşfettiler. Kağıt endüstrisinin bir yan ürünü olan lignin, tuz çözeltisine batırıldığında, düşük sıcaklıklı atık ısıyı (200°C’nin altında) verimli bir şekilde elektriğe dönüştürebiliyor.
Bu sistemde, sıcaklık farkı nedeniyle tuz çözeltisindeki iyonlar lignin membran boyunca hareket ediyor. Pozitif iyonlar daha soğuk tarafa, negatif iyonlar ise daha sıcak tarafa yönelerek membran boyunca bir elektrik potansiyeli oluşmasına neden oluyor. Bu teknoloji, başta üretim endüstrileri olmak üzere çeşitli alanlarda kullanılabilir; hem enerji tasarrufu sağlayarak işletmelerin maliyetlerini düşürebilir hem de çevresel etkilerini azaltabilir.
Süperkapasitörler
Atık ısıdan enerji üretmek önemli bir adım olsa da, bu enerjiyi etkili bir şekilde depolamak da bir o kadar kritik önem arz ediyor. Süperkapasitörler, hızlı şarj ve deşarj özellikleri ile kısa sürede yüksek miktarda enerji depolayabilen cihazlar olarak tanımlanıyor. Ancak, bu cihazların yapımında çoğunlukla fosil yakıtlardan elde edilen karbon malzemeler kullanılır. Araştırma ekibi, lignin bazlı gözenekli karbonun süperkapasitörlerde elektroda alternatif olarak kullanılabileceğini keşfetti.
Bu yöntem, hem lignin membranın atık ısıyı elektriğe dönüştürmesini sağlarken hem de gözenekli karbon yapısı iyonların hızlı hareketi ve depolanmasını kolaylaştırır. Böylelikle, zararlı kimyasallardan ve fosil yakıtlardan bağımsız bir enerji depolama çözümü sunuluyor.
Kaynak: The Conversation
