Enerji alanında çalışma yürüten biliminsanlarından oluşan uluslararası bir ekip, ısıyı nasıl muhafaza edeceğimizi ve bu enerjiyi elektrik enerjisine nasıl dönüştüreceğimizi buldu. Keşif, geçtiğimiz hafta Science Advances dergisinde yayımlandı.
Daha önceki çalışmalarda ısı enerjisinden araba egzozunda, gezegenler arası uzay istasyonlarında ve endüstriyel işlemlerde yararlanılabiliyordu. Bu anlamda çeşitli işlemlerde kaybedilen ısı enerjisi, daha verimli bir şekilde kullanılabiliyordu. Ancak bu çalışmayla birlikte, daha başka alanlarda da ısı enerjisinden yararlanabileceğimiz ortaya çıktı. Biliminsanları, ısı enerjisinin elektrik üretiminde de kullanılabileceğini söylüyor.
Araştırmaya ilişkin açıklamalarda bulunan Ohio State Üniversitesi’nde çalışma yürüten Mekanik ve Havacılık Mühendisliği Profesörü Joseph Heremans, “Bu keşif yoluyla halihazırda üretiyor olduğumuzdan daha fazla elektrik enerjisi üretebilmeliyiz” dedi ve ekledi: “Bu durum, şimdiye kadar mümkün olduğunu düşünmediğimiz bir şeydi.” Aslında bu keşif, “paramagnon” adı verilen küçük parçacıklara dayanıyor. Bu parçacıklar, mıknatıs özelliği taşımayan ancak bir miktar manyetik akı içeren parçacıklardır. Bu nokta oldukça önemli çünkü mıknatıslar ısıtıldıklarında (ısı enerjisi aldıklarında) manyetik güçlerini kaybederler. Bu durumdaki maddelere “paramanyetik” adı verilir. Heremas, bu noktaya değinerek “Geleneksel bilgilerimize göre bir paramanyetiğiniz varsa ve onu ısıtırsanız, bu maddeye hiçbir şey olmuyordu. Ancak biz çalışmalarımızla bu durumun doğru olmadığını bulduk. Bulduğumuz şey temelde, termoelektrik yarı iletkenler tasarlamanın yeni bir yolu. Bu çalışma bir anlayışı değiştirecek” dedi. Heremas’ın “termodinamik yarı iletkenler tasarlamak” olarak değindiği nokta, ısıyı elektriğe dönüştüren malzemeler üretmek anlamına geliyor.
Bu çalışmada mıknatıslar, ısıdan elektrik enerjisi üretebilmenin çok önemli bir parçasıdır. Mıknatısın bir yüzeyi ısıtıldığında, soğuk kalan taraf daha manyetik hale gelir. Bu durum, mıknatıstaki elektronları iten ve elektrik üretimine neden olacak bir dönüş yaşanmasına neden olur. Ancak bu durum aslında bir ikilik taşır. Mıknatıslar ısıtıldıklarında, manyetizma özelliklerinin çoğunu kaybederler ve paramanyetik özellik kazanırlar. Bu nedenle bu keşfe kadar hiçkimse, ısının toplanabilmesi için paramanyetik kullanmayı düşünmemişti. Çünkü güncel gerçekler, bu durumun sağlanamayacağını gösteriyordu. Paramanyetiklerin enejiyi toplayamayacağı kabulünde ortaklaşan biliminsanları, enerjinin üretimi için bu parçacıklara hiç odaklanmamışlardı.
Bu araştırma ekibinin bulduğu temel şey ise, paramanyetik özellik taşıyan parçacıkların elektronları itme süresinin bu parçacıkları enerji toplayıcı yapacak kadar uzun olmasıydı. Ohio State Üniversitesi, North Carolina State Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi’nden biliminsanlarının katılımlarıyla yapılan bu çalışmada, “Paramagnonlar enerji üretiminde kullanılabilir mi?” sorusuna yanıt arandı ve biliminsanları tarafından çok sayıda test yapıldı. Böylelikle paramagnonların elektronları ittiği ve bir dönüş elde edildiği keşfedilmiş oldu. Bu durum yoluyla enerjiyi toplamanın mümkün olabileceği gösterildi.
Kaynak: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/09/190923111235.htm
