GÜNEŞ ENERJİSİNDE YENİ DÖNEM: 10 METRE SU ALTINDA ELEKTRİK ÜRETİLDİ

Deniz suyuna dayanıklı hale getirilen yeni hücreler, 10 metre derinlikte düşük ışık koşullarında elektrik üretmeyi başardı. Laboratuvar testlerinde yüzde 34,71 güç dönüşüm verimliliğine ulaşan teknoloji, gerçek deniz ortamında da başarıyla çalıştırıldı.

Güneş panellerinin su altında kullanılması, derinlik arttıkça ışığın azalması ve suyun güneş hücrelerinin yapısına zarar vermesi nedeniyle önemli teknik engeller barındırıyor. Çinli araştırmacılar ise perovskit malzemenin kimyasal bileşimini değiştirerek hem düşük yoğunluktaki ışığın daha verimli kullanılmasını hem de hücrelerin deniz suyuna karşı daha dayanıklı hale gelmesini sağladı. Sisteme eklenen su itici koruyucu katman ve daha büyük kristal yapıları da malzemenin bozulmasını sınırlandırdı.

10 METRE DERİNLİKTE YÜZDE 34,71 VERİM

Araştırmacılar ilk testleri, farklı su derinliklerindeki ışık koşullarını laboratuvarda taklit eden özel bir sistem üzerinde gerçekleştirdi. Optik filtrelerle 10 metre derinliğe karşılık gelen aydınlatma oluşturuldu ve geliştirilen perovskit hücreler bu şartlarda yüzde 34,71 güç dönüşüm verimliliğine ulaştı.

Hücreler aynı ortamda 1.160 saat boyunca çalıştırıldı ve testlerin sonunda neredeyse hiç performans kaybı göstermedi. Hızlandırılmış dayanıklılık testleri ise 25 derece sıcaklıkta ve 10 metre su altında hücrelerin yaklaşık 5,5 yıllık kullanım ömrüne ulaşabileceğine işaret etti.

GERÇEK DENİZ KOŞULLARINDA TEST EDİLDİ

Laboratuvar sonuçlarının ardından sistem gerçek deniz ortamına taşındı. Perovskit güneş hücreleri, belirlenen derinliklerde hareket edebilen ve konumunu koruyabilen küçük bir su altı robotuna entegre edildi. Sistem 2, 6 ve 10 metre derinliklerde çalıştırılarak enerji üretimi ölçüldü.

Araştırmacılar 2 metre civarında elektrik üretiminin değişken ışık koşulları nedeniyle daha fazla dalgalandığını, derinlik arttıkça üretimin daha istikrarlı hale geldiğini tespit etti. Bununla birlikte suyun güneş ışığını önemli ölçüde azaltması nedeniyle 10 metre derinlikte elde edilen toplam enerji yüzeye yakın seviyelere göre daha düşük kaldı. Üretilen elektriğin ise su altındaki düşük güç tüketimli elektronik sistemleri çalıştırmak için yeterli olduğu görüldü.

İKİ SAATTE 324 MWH ELEKTRİK ÜRETTİ

Araştırma ekibi küçük laboratuvar hücrelerini daha büyük güneş panellerine dönüştürerek teknolojinin ölçeklendirilebildiğini de gösterdi. Büyük perovskit panel, 10 metre su altında gerçekleştirilen testte iki saat içerisinde 324 mWh elektrik üretti.

Elde edilen enerji lityum iyon bataryaların şarj edilmesi ve LED aydınlatmaların çalıştırılması için yeterli oldu. Araştırmacılar özellikle daha büyük modüllerin gerçek deniz ortamında ulaştığı enerji üretiminin dikkat çekici olduğunu belirtti.

SU ALTINDA 5,5 YILLIK KULLANIM HEDEFİ

Perovskit güneş hücrelerinin en büyük sorunlarından biri nem ve suyla temas ettiğinde yapısının zamanla bozulması. Araştırmacılar geliştirdikleri kimyasal yapı ve koruyucu katmanlarla bu sorunu azaltmayı hedefledi. Test sonuçları teknolojinin uzun süreli su altı görevlerinde kullanılmasının önünü açabilecek seviyeye ulaştığını gösterdi.