Güneş enerjisinin en büyük dertlerinden biri, ısının kaybolmadan saklanabilmesi. Amerikalı bir ekip, bu inatçı soruna “moleküler güneş ısıl” yaklaşımıyla farklı bir çözüm getirdi; güneş ısısını küçük bir şişede tutabilen, tetiklenince tekrar ısı olarak açığa çıkaran bir sistem tasarladı.
Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara Kampüsü’nden araştırmacı Han Nguyen ve ekibi, ortasında berrak bir sıvı bulunan küçük bir şişe icat etti. Bu sıvı, kablo ya da büyük batarya paketleri olmadan, güneş ışığını enerjiye dönüştürüp kimyasal yapısında “gerilmiş” bir hâlde saklamayı hedefliyor.
Güneş Işığı Molekülü “Büküyor”, Enerji Kilitleniyor
Sistemin temelinde “pirimidon” adlı bir molekül bulunuyor. Güneş ışığı moleküle çarptığında sadece ısınmakla kalmıyor; molekül fiziksel olarak bükülerek yüksek enerjili, gerilmiş bir şekle geçiyor. Bu formda enerji, tıpkı kurulmuş bir yay gibi kilitli kalıyor.
Enerjiye ihtiyaç duyulduğunda ise küçük bir tetikleyici devreye sokuluyor. Ekip örnek olarak bir damla asit ya da biraz ısı kullanıldığını belirtiyor. Tetikleyici, molekülün eski hâline dönmesini sağlıyor ve depolanan enerji “ısı patlaması” benzeri bir süreçle serbest bırakılıyor.
Nguyen, bu döngüyü Scienceblog’a yaptığı değerlendirmede güneş ışığında kararan fotokromik gözlüklere benzetti: “İçerideyken camlar şeffaftır. Güneşe çıktığınızda kendiliğinden kararır. Tekrar içeri girince yeniden şeffaflaşır. Ancak burada değişen renk değil, enerji düzeyi.”
1,6 MJ/kg Enerji Yoğunluğu ve “Su Isıtıcısı” Testi
Bu yaklaşım “Moleküler Güneş Isıl (MOST) enerji depolama” olarak biliniyor. Bilimsel konsept yeni olmasa da, bugüne kadar laboratuvar merakı seviyesini aşmakta zorlanmış. Kaynaklarda, önceki denemelerin ya zehirli çözücüler gerektirdiği ya da enerji yoğunluğunun düşük ve moleküllerin ağır olduğu ifade ediliyor.
Yeni tasarımın odağında ise daha hafif ve kompakt bir molekül bulunması var. Ekip, pirimidon temelli sistemin enerji yoğunluğunun kilogram başına 1,6 megajulün (MJ/kg) üzerine çıktığını aktarıyor. Karşılaştırma için, lityum-iyon bataryalarda tipik seviyenin yaklaşık 0,9 MJ/kg olduğu belirtiliyor; bu da “sıvı güneş yakıtı” olarak tarif edilen sistemde yaklaşık iki kata yakın bir enerji yoğunluğuna işaret ediyor.
Bir diğer kritik nokta, klasik bataryalar gibi zaman içinde şarj kaybetmemesi. Enerjinin yıllarca bir tankta depolanabildiği; gerektiğinde serbest bırakılabildiği vurgulanıyor. Ayrıca ekip, başarıyı sadece teorik değerlerle sınırlamıyor: “su ısıtıcısı testi” olarak adlandırılan deneyde, laboratuvarda yalnızca yarım mililitre malzemenin açığa çıkardığı ısıyla suyun kaynamaya yettiği ifade ediliyor.
Çalışmanın laboratuvardaki doktora öğrencisi Benjamin Baker da, güneş panellerinde enerjiyi depolamak için ek bir batarya sistemine ihtiyaç duyulduğunu; moleküler güneş ısıl depolamada ise malzemenin güneşten aldığı enerjiyi saklayabildiğini söylüyor.
Şişelenmiş Isı Fikri: UV Sınırlaması ve Kırmızıya Kaydırma Çalışması
Araştırmacılar, malzemenin sıvı formda olması ve su içinde çözünebilmesi sayesinde daha pratik uygulamaları mümkün kılmayı hedefliyor. Buna göre sıvı, gündüzleri evlerin çatısındaki şeffaf kolektörlerden pompalanarak “şarj” edilebilir. Ardından yalıtımlı bir tankta depolanır; güneş battığında ve hava soğuduğunda sistem tetiklenerek depolanan ısı serbest bırakılır. Böylece karbon salımı olmadan sıcak su ve ısınma sağlama fikri öne çıkıyor.
Yine de bu “şişelenmiş güneş” ürününü kısa vadede yapı market raflarında görmek için erken olduğu belirtiliyor. Mevcut molekülün güneş spektrumunun yalnızca yüzde 5’ini oluşturan UV ışığını soğurduğu ifade ediliyor. Ekip şimdi molekülü “kırmızıya kaydırarak” görünür ışığı da emebilecek hâle getirmek için çalışıyor.
