Hidrofilik Polimerler - Yeşil bir geleceğin anahtarı

You must be registered for see images attach

Surrey Üniversitesi ve Bristol Üniversitesi’nden araştırmacılar, rüzgar ve güneş şeklinde öngörülemeyen kaynaklardan gelen karbonsuz yenilenebilir enerjiyi evcilleştirmek ve depolamak için yenilikçi cihazlar üstünde çalışıyor.

Tehlikeli sonuçları olan iki tür depolama vardır

  1. Temiz depolanabilir kimyasal yakıt olarak yenilenebilir elektrik. Suyun elektrolizi yöntemiyle yenilenebilir elektrikten üretilen hidrojen, en iyi uzun vadeli çevresel olarak etkisiz kimyasal yakıttır. Gazla çalışan elektrik santrallerimizi ve birçok ulaşım sistemimizi ısıtmak için gaz kazanlarımızda derhal kullanabiliriz.
  2. Yenilenebilir elektrik, pilde değil, çevreye zararsız bir hücrede depolanır. Piller, oldukça etkili olmasına karşın, ender, maliyetli ve potansiyel olarak tehlikeli kimyasallara dayanır.
Surrey’deki Kimya Kısmı, orijinal olarak kontakt lens olarak kullanılmak suretiyle geliştirilmiş rahat hidrofilik polimerleri dönüştürmek için Bristol, Profesörler Ian Hamerton ve David Fermin ve Surrey Araştırma Parkı’nda bulunan yenilikçi bir İngiliz Araştırma Şirketi olan Superdielectrics Ltd. ile beraber iş yapmaktadır.

Yirmi yıl ilkin Surrey Üniversitesi’nde, Dr. Donald Highgate (şimdi Superdielectrics Araştırma Direktörü), yeni bir yüksek verimli elektrolizör gerçekleştirmek için rahat kontakt lens tipi polimerleri iyonik iletken membranlara dönüştürerek ilk atılımı yapmak için kimyanın büyüsünü kullandı. Suyu hidrojen ve oksijene ayırabilir. Bu, hidrofilik polimerlere dayalı ilk eleştiri enerji depolama teknolojisiydi.

Bugün Surrey’deki Kimya Departmanında Dr. Brendan Howlin tarafınca yönetilen bir ekip, Bristol Kompozit Enstitüsü ve Bristol Üniversitesi Kimya Okulu ile beraber Süperdielektrikler ile beraber çalışmakta ve daha ileri bir modifikasyona dayalı yeni süper kapasitörlerin geliştirilmesine öncülük etmektedir.

Elektriksel olarak etken hale getirmek için tasarlanan hidrofilik polimerlerin bu gelişimleri, elektrikli arabaların dakikalar içinde şarj edilmesini görebilen yeni nesil süper kapasitörlerin tasarımının arkasındadır.

Elektrik depolamak


Lityum-iyon piller, öncekilere nazaran büyük bir gelişme olmasına ve cep telefonlarını taşımamıza ve elektrikli otomobil kullanmamıza olanak sağlamasına karşın, karbon emisyonlarını azaltmada ilerlemeyi engellemiş olan büyük dezavantajlara sahipler. Lityum iyon pillerin şarj edilmesi ve boşaltılmasıyla ilgili kimyasal süreç uzun vakit alır ve yapılarında ender ve maliyetli elementler gerektirir. Lityum iyon pillerin performansı sıcaklığa oldukça bağlıdır (şu demek oluyor ki kışın iyi çalışmazlar) ve kullanımda bozulurlar. Bu hem üretim sürecinde hem de bertaraf edildiklerinde mühim bir çevresel ayak izine haiz oldukları anlamına gelir.

Buna karşılık, süper kapasitörler enerjiyi bir elektrik alanı olarak depolarlar, böylece depolama sürecinde zamana yada sıcaklığa bağlı kimyasal reaksiyonlar olmadığından enerjilerini oldukça süratli bir halde şarj edebilir ve boşaltabilirler. Surrey ve Bristol’de geliştirilen yeni tasarımlar, yaygın malzemelerden ucuza yapılabilir ve neredeyse sınırsız olarak tekrardan kullanılabilir. Yaygın olarak bulunan malzemeleri kullanma kabiliyeti, yüksek hacimler üretirken kaynak darboğazlarını ortadan kaldırmak ve hem üretim sürecinde hem de kullanım ömrünün sonunda minimum çevresel ayak izi elde etmek için eleştiri öneme haizdir.

İlerleme devam ediyor


Surrey Üniversitesi araştırmacıları, bu yeni modifiye hidrofilik polimerlerin (Profesör Hamerton ve Dr. Howlin tarafınca ortaklaşa yürütülen) icadına dahil olduklarında, yeni polimerlerinin potansiyelini araştırırken, bunun elektrik depolamak için muhteşem bir kabiliyete haiz bulunduğunu belirlediler. Bir süper kapasitörde ayırıcı olarak kullanarak, ticari süper kapasitörlere kıyasla eleştiri süper kapasitör özelliklerini (kapasitans) on kattan fazla artırmayı başardılar. Daha çok ilerleme sağlamak için araştırmalar devam ediyor.

İklim değişikliği üstündeki tesiri


Yenilenebilir enerjinin zaman içinde değişen doğası, tutarlı bir elektrik tedarikini güvence etmek için depolamanın lüzumlu olduğu anlamına gelir. Rüzgâr ve güneş çiftliklerine bağlanan süper kapasitörler uzun süredir çözüm olarak görülüyor, sadece teknoloji yeterince gelişmedi. Surrey ve Bristol üniversitelerinde yürütülen araştırma ve bu araştırma için ticari uygulamalar geliştirmek suretiyle araştırmayı görevlendiren şirket olan Superdielectrics tarafınca meydana getirilen emek harcama, bu eleştiri öneme haiz çözümün yakın olduğu anlamına geliyor.

Süper kapasitörler ile süratli vasıta şarjına da yanıt veren bu emek harcama, daha yeşil bir dünyaya doğru son aşama mühim bir adım atma potansiyeline haizdir.
 
Üst