Artan enerji talebine sürüdürülebilir çözümler bulmak üzere nanoyapılar popüler hale gelmeye başladı. MIT'de Güç Mühendisliği'nden Profesör Dr. Gang Chen, ASME web-sitesi üzerinden nanoyapılardaki önemli ilerlemeleri ve gelişmekte olan teknolojileri anlatıyor.
Dr. Chen nanoyapılarının standart tanımını karakteristik alanı 100 Nm'den az olan yapılar olarak tanımlıyor ve çapı 100 Nm'den az olan bir kabloyu veya
nanoyapı örneği olarak veriyor. Kendi tercih ettiği tanım olarak da boyut etkisinin önemli olduğu yapıları veriyor. Bu boyut etkisi ile, elektron, foton, molekül gibi dalga boyu etkisi veya ana serbest titreşim boyutu kastediliyor.
Bu alanda pek çok gelişen teknoloji söz konusu. Bir tanesi pek çok endüstri için önemli olan batarya teknolojisi. Bu teknoloji ile %10'dan fazla verimlilik kazandılabiliyor.
MIT'de termal ve elektrik enerjisi dönüşümü konusunda nanoyapılı termoelektrik malzemeler üzerine çalışılıyor. Termo elektrik enerjisi farklı sıcaklıktaki ortamlar arasındaki termal enerjiden elektrik enerjisi ya da bir termocouple'dan elektrik akımı gecirerek bir tarafın soguk bir tarafın da sıcak hale getirilmesi olarak ifade edilebilir. Bu konuda nanoyapıların katkısını ise Dr Chen kısaca elektrik enerjisi ile termal enerji dönüşümü açısından önemli olan iki faktöre dayandırarak yapıyor: iyi elektrik iletim katsayısı ve düşük ısı iletim katsayısına sahip malzemeler. Bu özellikler sağlayan nanoyapılar var. Dolayısıyla nanoyapılar verimliliği arttıracak.
Otomotiv endüstrisi bu teknolojiyi kullanma konusunda hevesli teknolojilerden önde gelen bir tanesi. Hali hazırda otomobil motorunda enerji verimliliği %20'den az. Motorda üretilen ısı enerjisinin üçte biri egzos gazı ile atılıyor. Örneğin bu enerjiyi elektrik jeneratörleri yardımı ile elektrik enerjisine çevirebilirsek yakıt tüketiminde ciddi bir azalma sağlayabiliriz.
Önümüzdeki beş yıl içinde bu teknolojinin gelişimi konusunda ise Dr. Chen, politikalar son derece önemli diyor. Örneğin otomotiv sektöründe AB emisyon standartları konusunda hedefler koydu. Bu gibi hedefler itici güç olacaktır. Güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde etme konusu ise Dr. Chen'in özellikle üzerinde durduğu bir teknoloji. Şu anda bu konuda fotovoltaik sistemler ve güneş ışığını bir noktada toplayarak buhar üretilmesi ve bu buharla Rankine çevrimini çalıştırma mantığına dayalı solar thermal power plant olmak üzere iki teknoloji var.
Nanoyapılarla fotovoltaik sisteme benzer şekilde düz bir paneli termo elektrik etkisi kullanarak güneş enerjisinden elektrik enerjisi elde edilmesinde kullanabileceğimizi gösterdik ve çok yakında ticari bir ürün haline gelmesini bekliyoruz.
http://www.asme.org/kb/news---articles/media/2011/11/advances-in-nanostructures-for-energy-production