Mavi enerji: Sudan elektrik üretiminde verimlilik 3 kat arttı

Küresel temiz enerji arayışında bugüne kadar göz ardı edilen ‘mavi enerji’ potansiyeli, yeni bir bilimsel keşifle ticari bir gerçekliğe dönüşmeye hazırlanıyor. İsviçre merkezli EPFL araştırmacıları, tatlı ve tuzlu suyun birbirine karıştığı noktalardan elde edilen ozmotik enerji üretiminde mevcut teknolojilere göre verimliliği 2 ila 3 kat artıran devrim niteliğinde bir membran teknolojisi geliştirdi.

Nehirlerin denizlerle buluştuğu noktalarda doğa, tatlı ve tuzlu suyu sürekli olarak birbirine karıştırır. Bu doğal karışım süreci, ‘mavi enerji’ veya ozmotik enerji olarak bilinen büyük bir enerji açığa çıkarır. Bugüne kadar laboratuvar prototiplerinin ötesine geçmekte zorlanan bu gizli potansiyel, uluslararası bilim dünyasının dikkat çeken yeni bir inovasyonuyla enerji sektörünün gündemine oturdu.Dünyanın saygın bilimsel dergilerinden Nature Energy'de yayımlanan yeni bir araştırmaya göre; EPFL Mühendislik Fakültesi Nan Ölçekli Biyoloji Laboratuvarı (LBEN) ve Disiplinlerarası Elektron Mikroskopi Merkezi (CIME) bilim insanları, ozmotik enerjiyi kullanılabilir elektriğe dönüştürmenin önündeki en büyük mühendislik engellerinden birini aştı.MAVİ ENERJİNİN ÖNÜNDEKİ EN BÜYÜK ENGEL NEYDİ? Mavi enerjinin temel prensibi oldukça basittir: İyon bakımından zengin tuzlu su ile iyon oranı düşük tatlı su arasına ‘iyon seçici’ bir membran (zar) yerleştirildiğinde, iyonlar doğal olarak düşük yoğunluklu tarafa hareket eder. Bu kontrollü hareket, yakalanıp elektriğe dönüştürülebilen bir voltaj üretir.Ancak endüstrinin karşılaştığı asıl zorluk, iyonların hareket hızı ile membranın seçiciliği arasındaki dengeyi kurmaktı. İyonların hızla geçişine izin veren malzemeler genellikle yükleri temiz bir şekilde ayırma yeteneğini kaybederken; yüksek basınç ve akışa dayanıklı ticari sistemler geliştirmek bugüne kadar pek mümkün olmamıştı.HÜCRE ZARLARINDAN İLHAM ALAN ‘KAYGAN’ NANOPORLAR Araştırmayı yöneten Aleksandra Radenovic ve ekibi, bu sorunu çözmek için biyolojik bir yaklaşım benimsedi. Bilim insanları, membranda bulunan ‘nanopor’ adlı minik kanalları, hücre zarlarının temel yapı taşı olan ‘lipit çift katmanları’ (lipozomlar) ile kaplayarak modifiye etti.Bu özel kaplama, gözeneklerin dışa bakan kısımlarında son derece ince bir su tabakası oluşturarak iyonların gözenek duvarlarına sürtünmesini engelledi. Sürtünmedeki bu dramatik düşüş, seçilen iyonların kanallardan çok daha hızlı ve kaygan bir şekilde geçmesine olanak tanıdı.METREKARE BAŞINA 15 WATT: VERİMLİLİK ÜÇE KATLANDI Laboratuvar ortamında deniz suyunun nehir suyuyla buluştuğu doğal tuz seviyeleri simüle edilerek yapılan testlerde çarpıcı sonuçlar elde edildi. Geliştirilen sistem, metrekare başına yaklaşık 15 watt'lık bir güç yoğunluğuna ulaştı. Bu değer, günümüzde kullanılan standart polimer membran teknolojilerinden 2 ila 3 kat daha yüksek bir performansa işaret ediyor.Araştırmanın baş yazarı Yunfei Teng, elde edilen bu hidratasyon yağlaması prensibinin sadece mavi enerji ile sınırlı kalmayacağını, farklı enerji cihazlarında ve endüstriyel filtreleme sistemlerinde de kullanılabilecek evrensel bir potansiyel taşıdığını vurguladı. Endüstri uzmanları, ölçeklenebilir ve dayanıklı hale getirilen bu yeni membran teknolojisinin, önümüzdeki yıllarda kıyı ülkeleri için yepyeni bir temiz enerji pazarının kapılarını aralayabileceğini öngörüyor.