Slider Altına

Metamalzeme Sıfır Enerji ile Yapıları Soğutuyor

17 Mart 2017 Dergi:

University of Colorado Boulder mühendisleri, yapılar için soğutma sistemi görevi gören yeniden şekillendirilebilir bir metamalzeme ürettiler. Doğada bulunmayan olağanüstü özelliklere sahip bu malzeme, direkt güneş ışığı altında dahi hiçbir enerji ve suya ihtiyaç duymadan nesneleri soğutabiliyor.

Metamalzeme kaplama bir yüzeye uygulandığında, üzerine gelen güneş enerjisini geri gönderirken, aynı zamanda altındaki nesnenin de ısısını kızılötesi termal radyasyon formunda dışarıya atmasını sağlıyor.

Science dergisinde tanıtılan yeni materyal, halihazırda makinelerin çalışacağı iklimlendirmenin çok yüksek su ve elektrik gerektirdiği termoelektrik santrallerin soğutulması için çevre dostu ve tamamlayıcı bir çözüm olabilir.

Araştırmacıların geliştirdiği cam-polimer melezi materyal 50 mikrometre kalınlıkta; yani mutfaklarda kullanılan alüminyum folyodan biraz daha kalın. Düşük maliyetli olarak rulo formunda üretilebilen materyal, hem ev hem de ticari kullanımlar için uygun.

Materyal, pasif ışınımsal soğutma tekniği ile nesnelerin ısılarını kızılötesi radyasyon olarak dışarı atmalarını sağlarken, hiçbir enerji harcamıyor. Üniversite araştırmacılarının bunu başarmak için çözmeleri gereken zorluk ise bir taşta iki kuş vurmanın yolunu bulmaya benzetilebilir.

Prof. Dr. Ronggui Yang, Yrd. Doç. Dr. Xiaobo Yin ve Gang Tan’ın öyle bir materyal üretmeleri gerekiyordu ki, hem üzerine gelen tüm güneş ışınlarını atmosfere geri göndermeli hem de altındaki yüzeyin kızılötesi radyasyonuna kaçış fırsatı tanımalıydı. Bunu başarmak ise polimer filmin içerisine kızılötesi-radyant cam mikrokürecikler serpiştirerek mümkün oldu. Sonrasında ise altına ince gümüş kaplama yaparak, azami görüngesel yansıma elde ettiler.

Boulder Colorado’da gerçekleştirilen saha çalışmalarında, metamalzeme 72 saat boyunca kesintisiz olarak ortalama 110W/m2 ışınımsal soğutma gücü sergilerken, direkt gün ortası güneşinin altındaki performansı ise 90W/m2 oldu. Bu soğutma gücü aynı bölgedeki güneş panelleri tarafından üretilen elektrik ile eşdeğer iken, ışınımsal soğutmanın avantajı gece ve gündüz sürekli olarak performans sergileyebilmesi olarak öne çıkıyor.

Araştırmada yer alan Yrd. Doç. Dr. Gang Tan, “Bir çatıya bu materyalden sadece 10 veya 20 metrekare yerleştirerek, çekirdek bir ailenin yaz boyunca serin kalmasını sağlayabilirsiniz.” diyor.

Mühendisler geliştirdikleri teknolojinin patentini almak ve olası ticari uygulama alanlarını keşfetmek için üniversitenin teknoloji transfer ofisi ile çalışıyor. Ticari fırsatları kendilerine çekmek için ise bu yıl içerisinde Boulder’da 200 metre karelik bir soğutma tarlası inşa etmeyi planlıyorlar. Araştırmacılar, tüm projeyi 2015 yılında ABD Enerji Bakanlığı İleri Araştırma Projeleri Ajansı’ndan aldıkları 3 milyon dolarlık ödül ile finanse ediyorlar.



Video İçerik

Performansa Dayalı Deprem Tasarımı Yaklaşımı

Sempozyum