Güneş enerjisi santrallerinde kullanılan ultra siyah malzeme güneş ışığının %99,5'ini emer.

Enerji

Teknolojik Yenilik Web Sitesi Editör Ekibi - 30 Ekim 2025

Bir güneş enerjisi santralinin idealize edilmiş görünümü. [Görsel: SIT/AI Generated]

Tamamen siyah

Güneş enerjisi santraline baktığınızda her şey aşırı görünüyor: Büyük bir ayna alanı güneşin ısısını yakalayıp 20 katlı bir binanın büyüklüğündeki bir kuleye yönlendiriyor, burada kavurucu ısı bir sıvıyı ısıtmak için kullanılıyor ve bu sıvı daha sonra türbinleri çalıştırıp elektrik üretmek için kullanılıyor.

Dolayısıyla, bu temiz ve yenilenebilir enerji santrallerinin verimliliğinin çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük yapılara bağlı olması oldukça şaşırtıcıdır; hatta bunları görebilmek için çok güçlü bir mikroskopa ihtiyaç vardır.

Buradaki amaç, mümkün olan en yüksek ısıl emilim oranına sahip malzemeyi bulmak ve böylece güneş parladığında maksimum miktarda ısıyı yakalayabilmektir. Pratikte ise, mümkün olan en siyah malzemeyi üretmek, böylece hiçbir şeyi yansıtmadan spektrumun mümkün olduğunca çoğunu emerek maksimum miktarda ısıyı yakalamaktır.

İspanya'daki Bask Ülkesi Üniversitesi'nden Profesör González de Arrieta, "Daha etkili emici malzemeler geliştirdikçe, sistemler daha rekabetçi hale gelecek ve bu tür enerji için daha fazla fırsat yaratacağız," diyor. "Aldığımız numunelerin emilim özelliklerini ölçmek için termo-optik analizler gerçekleştiriyoruz. Uluslararası alanda, yüksek sıcaklık araştırmalarına adanmış çok az laboratuvar var."

Ve şimdi ekip, yalnızca şimdiye kadar değerlendirilen en verimli malzemelerden biri olarak ortaya çıkmakla kalmayıp aynı zamanda güneş enerjisi santrallerinde pratik kullanımı için gerekli özellikleri de sergileyen bir malzeme buldu.

Güneş enerjisi santralinin devasa yapısı, çıplak gözle görülemeyen bu nanoyapılara dayanıyor. [Görsel: González de Arrieta ve ark. - 10.1016/j.solmat.2025.113840]

Karbon nanotüplerden daha iyi.

Şimdiye kadar üretilmiş en siyah malzeme karbon nanotüplerden yapılmıştır. Ancak, bu küçük tüpler neredeyse her laboratuvar ortamında rekor kırsa da, tüm pratik uygulamalar için uygun değildir.

Arrieta, "Karbon nanotüpler yüksek sıcaklıklarda ve yüksek nemde stabil değildir. Bu nedenle, daha dayanıklı malzemelerle kaplanmaları gerekir ve bu da optimizasyonlarını sınırlar. Karbon nanotüpler ışığın yaklaşık %99'unu emer, ancak güneş kulelerinde kullanılamazlar," diye açıkladı.

Ekip daha sonra, bakır _kobaltat ( _CuCo2O4 ) adı verilen bir maddeden yapılmış, nano iğneler olarak adlandırılan başka bir nano yapıyı tespit etti. Bu nano iğneler, nano tüpler gibi içi boş değil.

Arrieta, "Yüksek sıcaklıklarda çok daha kararlılar ve ayrıca çinko oksit kaplı nanoiğneler, şimdiye kadar kullanılan nanotüplerden daha fazla emilime sahip. Güneş kulelerinde kullanılan malzemeler (siyah silikon) ışığın %95'ini emiyor ki bu oldukça fazla; ancak bakır kobalt nanoiğneler ışığın %99'unu, çinko oksit kaplı olanlar ise daha da fazlasını, %99,5'ini emiyor," dedi.

Ekip, ürettikleri malzemenin gerçek dünyadaki çalışma koşullarına test için hızla ulaştırılmasını ve halihazırda kurulu güneş enerjisi santrallerinde bile enerji üretimini önemli ölçüde artırmayı umuyor.

Diğer haberler:

Daha fazla konu