Elektriği daha ucuza ve yüksek kapasitede üretecek yeni keşif: "Termofotovoltaik hücre (TPV)"

MIT'den ve Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı'ndan (NREL) bazı araştırmacılar elektrik enerjisi üretiminde standartların dışında yeni bir yöntem geliştirdiler. Bu yeni yöntem daha az maliyetli ve daha yüksek elektrik enerjisi sunuyor.

MIT'in yaptığı açıklamada, dünyadaki elektriğin yüzde 90'ı, doğal gaz, kömür ve konsantre güneş enerjisi gibi ısı kaynaklarından üretiliyor. Yüzyılın büyük bir bölümünde, bu kaynaklardan gelen ısıyı elektriğe dönüştürmek için buhar türbinleri kullanıldı.

Ortalama olarak, buhar türbinleri bir ısı kaynağının yalnızca yaklaşık yüzde 35'ini güvenilir bir şekilde elektriğe dönüştürebilir. Şimdiye kadarki en verimli ısı motorları bile yaklaşık yüzde 60 verimlilikle çalışıyor. Daha da kötüsü, buhar türbinleri, belirli bir sıcaklık aralığı içinde kalması gereken hareketli parçalar kullanır.

Ucuz elektrik üretimine doğru "TPV"

Bu yeni geliştirilen yöntem, daha yüksek bant aralığına sahip malzemeler ve çoklu bağlantıların kullanımı sayesinde daha yüksek sıcaklıktaki kaynaklardan daha yüksek enerjili fotonları yakalamayı hedefliyor. 1.900 santigrat derece ile 2.400 santigrat derece arasındaki testlerde, yeni TPV hücresi yüzde 40 civarında bir enerji verimliliği sağladı.

Daha önceki TPV hücreleri testlerinde ortalama yüzde 20 verimlilikle, şimdiye kadarki en verimli sayı olan yüzde 32'ye ulaşıldı.

MIT Makine Mühendisliği Bölümü'nden Kariyer Geliştirme Profesörü Robert N. Noyce ve projedeki araştırmacılardan biri olan Asegun Henry, "Termofotovoltaik hücreler, termal pillerin uygulanabilir bir konsept olduğunu göstermenin son önemli adımıydı" dedi. "Bu, yenilenebilir enerjiyi çoğaltma ve tamamen karbondan arındırılmış bir şebekeye ulaşma yolunda kesinlikle kritik bir adım." diyerek projenin önemine dikkat çekti.

Bu hedefe ulaşmak için daha Nano teknoloji alanında yapılacak çok iş var. Deneyde kullanılan TPV hücresi yaklaşık bir santimetre kare boyutundaydı. Henry'ye göre, uygulanabilir olmaları için yaklaşık 10.000 fit kareye (kabaca bir futbol sahasının dörtte biri) kadar boyutlanması gerekecek.

Neyse ki, büyük ölçekli fotovoltaik hücreler yapmak için kullanılan mevcut altyapının TPV üretimine uyarlanabileceği düşünülüyor.