Nanojenaratör Nedir?

Geliştirilen elektronik cihazlarda iki sorun hep ön plana çıkmaktadır. Bunlar; enerji depolanması ve elektronik aksamdır. Gelişmiş güç kaynakları, şarj edilebilir piller veya yenilenebilir enerji de belki de her yerde kullanılacak bir sonraki teknoloji nanojenaratörlerdir. Ayrıntılar yazımızda.

Nanojenaratörler, mekanik veya termal enerjileri küçük ölçekli fiziksel değişimlerle elektriksel enerjiye dönüştürmeye yarayan bir tür teknolojidir. Genellikle nanojenaratörler üç yapıdan oluşturulurlar bunlar; Piezoelektrik, Triboelektik, Pyroelektrik’tir.

 

Piezoelektrik Nanojenaratörler

Piezoelektrik nanojenaratörler: Bazı katı maddeler içinde uygulanan mekanik baskıya yanıt olarak elektrik alan ya da elektriksel potansiyel meydana getirirler.

 

 

(a)’da görülen şekilde piezoelektrik özelliğine sahip materyal hareket ettirilmeye başlanırsa bu materyal bir gerilim üretmeye başlar. (b)’de ise shottky contactları’nın yakından gösterilmiş halidir.

Piezoelektrik nanojenaratörlerin iki türlü yerleştirimleri vardır. Bunlar; VING ve LING’tir. Bu kavramları açacak olursak: VING (Vertical Nanowire Integrated Nano Genarator), yani dikey nanotelli entegre nanojenaratördür. VING sistemi bize piezoelektrik nanojenaratörlerin dikey bir şekilde nano boyutlarda gerçeklememize izin veren sistemdir.

VING sistemine bir örnek

►İlginizi Çekebilir: Algılayıcılar | Sensörler

LING ise (Lateral Nanowire Integrated Nano Genarator), yani yan ya da yüzeysel nanotelli entegre nanojenaratördür. VING sistemi ise bize piezoelektrik nanojenaratörlerin yan ya da yüzeysel bir şekilde nano boyutlarda gerçeklememize izin veren sistemdir.

 

LING sistemine bir örnek

Piezoelektrik Nanojenaratörlerin Uygulama Alanları

► Güçlü nano/mikro sistemler

► Akıllı giyilebilir sistemler

► Şeffaf ve esnek cihazlar

► Telemetrik enerji alıcı veya verici sistemler

 

 

Piezoelektrik olayına örnek olarak VING ve LING ile oluşturulmuş, uygulanan mekanik baskıyla elektrik üreten bir nanojenaratör sistemi

 

►İlginizi Çekebilir: Nanoteknolojiye Giriş

Triboelektrik Nanojenaratörler

Triboelektrik; belirli materyallerin birbirine dokundurulması ve daha sonra ayrılması sonucu elektriksel olarak yüklenmesi olarak tanımlanan bir çeşit dokunma ile elektriklenme etkisidir. Triboelektriğinde 3 modu vardır.

► Dikey Bağlantılı Ayırım Modu:

 

Yukarıdaki şekilde dikey bağlantılı ayırım modu, Triboelektrik etkisi ile birlikte yüzeyler dik bir şekilde birleştirilip yüklerin aktarılması sağlanır.

► Yanal Bağlantılı Kayma Modu:

Yukarıda ki şekilde yanal bağlantılı kayma modu, Triboelektrik etkisi ile birlikte yüzeyler yatay bir şekilde kaydırılarak yüklerin aktarılması sağlanır.

► Tek Elektrod Modu

Yukarıda ki şekilde tek elektrod modu, Triboelektrik etkisi ile birlikte yüzeye değen bir insan vücudunun derisi, şekildeki gibi yük alışverişi yapar.

Triboelektrik Nanojenaratörlerin Uygulama Alanları:

► Titreşim enerjisini toplama

► İnsan vücudandan dolayı oluşan hareketlerden enerji elde edimi

► Aktif/pasif, kendi enerjilerini üreten sensörler

► Malzeme ve yüzey gibi değişkenleri seçmek

Pyroelektrik Nanojenaratörler

Pyroelektrik; ısınma veya soğuma yolu ile yani termik enerjiden elektrik üretme veya tam tersi etkisidir. Pyroelektrik etkisi, kullanım alanı az olduğundan bu etki yukarıdaki gibi görsel üzerinden açıklanırsa:

 

a-) Sistemin sıcaklığı 0 olduğundan herhangi bir yük değişimi durumu gözlenmez.

b-) Sistemin sıcaklığı yüksektir. Yani sisteme enerji verilip sıcaklığı artırılmaktadır. Bundan dolayı β açısıyla hareket eden yükler gözleniyor.

c-) Sistemin sıcaklığı düşmektedir. Yani sisteme enerji verilmesi kesilmiş bundan dolayı sistemdeki yük durumu tersi yönde değişmektedir.

 

Pyroelektrik Nanojenaratörlerin Uygulama Alanları

Genellikle sıcaklık dalgalanmalarının bulunduğu her ortamda sensörler yerine kullanılmak üzere geliştiriliyor.

Kaynak:
►Wikipedia
►Howstuffworks

Tweet

Takip et: @elektrikport

YAZAR HAKKINDA

Ömer Faruk GÜMÜŞ Yazar Hakkında

Yazar Hakkında

Dumlupınar Üniversitesi Elektrik Elektronik Mühendisliği 4. sınıf öğrencisiyim. Araştırmayı seven, inovatif düşünen, takım ruhuna önem veren ve mühendisliği bir yaşam tarzı olarak görmekteyim. Elektronik, optoelektronik, fotonik, fiberoptik teknolojileri, mikroelektronik, nanoteknoloji ve biyomedikal sistemlere karşı ilgiliyim. Yenilikçi olup, sürekli yeni şeyler keşfetme isteği bulunan ve bunları mühendislik bilimiyle harmanlayıp insanlık tarihine yeni ürünler vermeyi amaç edinmiş birisiyim.

Facebook: https://www.facebook.com/omerfaruk.gumus.50
E-mail: gumus155@gmail.com


 

 

Tüm yazıları Mesaj gönder Yazdır

YAZARIN DİĞER YAZILARI Işık İlk Defa Ses Olarak Kayıt Edildi! GSM ve CDMA Arasındaki Farklar Nelerdir? Kuantum Bilgisayar ile Moleküllerin Enerjisi Yüksek Hızlı Kuantum Bellek Geliştirildi Dünyanın En Güçlü Mıknatısı Geliştirildi Lityum-İyon Piller Nanoelmaslar ile Güvenli Olacak Dünyanın İlk Nükleer Santrali ThermoReal: Sıcak, Soğuk ve Acı Hissi Elektrikli Araçlar Binaya Enerji Sağlayabilir Su Dalgalarından Enerji Üreten IoT Sensörü