Termoelektrik Kağıt Üretildi

Barselona Malzeme Bilimi Enstitüsü (ICMAB-CSIC)’ndeki bilim insanları, bakterilerle selüloz üreterek bunu karbon nanotüp malzeme ile birleştirip, sürdürülebilir ve geri dönüştürülebilen bir termoelektrik kağıt ürettiler. Yapımında, toksik olmayan malzemelerin kullanılması çevre dostu bir ürün olmasını sağlıyor. Bu kağıt, atık ısı enerjisini elektriğe dönüştürüyor. Detaylar yazımızda.

A- A+

16.02.2019 tarihli yazı 7684 kez okunmuştur.

Atık Isı Kağıt Sürdürülebilir Çevre Dostu Karbon Nanotüp Elektrik Termoelektrik Kağıt

Termoelektrik, sıvı ve katı maddelerde ısı ile elektrik enerjisinin birbirine dönüşümünü inceleyen bilim dalıdır. Bilim insanları, yıllardır ideal termoelektrik çözümler ve malzemeler bulmak için çalışıyorlar. Termoelektrik cihazlar, hareketli parçaya bağlı değildir ve mikro boyutlardan büyük boyutlara kadar ölçeklendirilebilirler. Bu nedenle kullanılmayan ısıdan yararlanmak için ideal adaylardır. Isıyı elektriğe dönüştürebilen termoelektrik malzemeler, kaybedilen termal enerjiyi verimli bir şekilde kullanmamızı sağlar.

Bilim insanları, bakteri ve nanotüp kullanarak, esnek ve dönüştürülebilir termoelektrik kağıt ürettiler. Yeni termoelektrik malzeme, hem sürdürülebilir hem de geri dönüştürülebilir. Kağıt, atık ısıyı elektriğe dönüştürüyor ve kayıp enerji geri kazanımını sağlayarak verimi artırıyor.

Karbon bazlı kompozitler; biyopolimerlerin az maliyetli olmasını, kolay işlenebilirliğini ve düşük termal iletkenliğini; karbon nanotüplerin mekanik gücü ve iyi elektriksel özellikleri ile birleştirerek termoelektrik potansiyeli açığa çıkarıyorlar. Yeni malzeme, diğerlerine göre daha verimli ve 250°C‘nin ötesinde yüksek termal kararlılığa sahip. En önemlisi de gömülü karbon nanotüpleri geri kazanmak için enzimatik olarak ayrıştırılabilir olmasıdır. Bu malzemenin kalınlığı, rengi ve şeffaflığı kontrol edilebilir, bu da kağıdın birçok alanda kullanılabileceği anlamına geliyor.

►İlginizi Çekebilir: Termoelektrik Kumaş Vücut Isınızla IoT Cihazlarını Çalıştıracak

Enerji ve Çevre Bilimi Dergisi’nde yayınlanan çalışmanın araştırmacısı Mariano Campoy-Quiles, “Enerji için yeni bir malzeme yapmak yerine, onu geliştiriyoruz. Şeker ve karbon nanotüpleri içeren sulu ortamda dağılan bakteriler, karbon nanotüplerin gömülü olduğu cihazı oluşturan nanoselüloz liflerini üretiyor.” diye açıkladı. Selüloz lifler ile mekanik olarak dayanıklı, esnek ve deforme olabilen bir malzeme üretilirken, karbon nanotüpler sayesinde yüksek elektrik iletkenliği elde ettiler. Dahası, tamamen bükülebilirler, ısı kaynaklarının etrafına uygun şekilde sarılabilirler.

Karbon nanotüpler, nano ölçekli çapları ve küçük boyutlu malzemeler içerdiğinden çok az miktarda (bazı durumlarda %1’e kadar) elektriksel sızıntıya izin verir. Ayrıca, %100 karbon nanotüp içeren malzemenin verimliliği korunurken, az miktarda nanotüpün (en fazla %10’a kadar) kullanılması işlemi çok ekonomik ve enerji açısından da verimli. Karbon nanotüpler, nanoselüloz lifler gibi homojen olarak dağılır. Ek olarak, bu nano malzemelerin dahil edilmesi, selülozun mekanik özellikleri üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir.

Araştırmacıların tasarı aşamasındayken amaçları, girdi kaynakları ve enerji sızıntısını en aza indirerek dairesel ekonomi kavramına yaklaşmaktı. Dairesel ekonomide doğal kaynaklar daha etkili bir biçimde kullanılarak, ham maddeler ve ürünler üretim döngüsünde uzun süre tutulur.

Campoy-Quiles, kağıdın yakın gelecekte tıbbi ve spor uygulamalarında giyilebilir cihazlar olarak kullanılabileceğini belirtti. Atık ısıdan besleme sensörleri, Tarım 4.0 veya Endüstri 4.0 alanındaki elektriği üretmek için de kullanılabilirler. Alışılmadık formlarda ve çeşitli alanlarda kullanılabilecek olan termoelektrik kağıt ile ilgili çalışmalar devam ediyor.

Kaynak:

►interestingengineering.com
►sciencedaily.com

►pubs.rsc.org