Koreli araştırmacılar 1000°C ısıya dayanıklı malzeme geliştirdi

Koreli araştırmacılar 1000°C ısıya dayanıklı malzeme geliştirdi

Kore Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki (KIST) Aresearch ekibi, 1000 santigrat derece sıcaklıklarda ve güçlü ultraviyole aydınlatmada bile optik özelliklerini koruyan, termal olarak refrakter bir malzeme geliştirdi. Malzeme, uzay ve havacılıktan termal fotovoltaik (TPV) sistemlere kadar çeşitli uygulamalarda kullanılabilir.

Termal radyasyon, sıcaklığı mutlak sıfırın üzerinde olan tüm maddelerden yayılan elektromanyetik radyasyonu tanımlamak için kullanılan terimdir. Radyasyon, malzemedeki yükler hareket ettiğinde oluşan ısıdan kaynaklanır ve elektromanyetik radyasyon şeklinde salınır.

Bilim adamları bu radyasyondan bir enerji kaynağı olarak yararlanmaya çalışıyorlar. Termik enerji üretim tesisleri ve endüstriyel alanlar gibi tesislerden gelen ısı, uygun termal refrakter malzemeler mevcut olduğunda ısıtma, soğutma ve hatta enerji üretimi için yeniden kullanılabilir.

Bu araştırmaların çoğu, teknolojinin genel çevre koşullarında kullanılmasına odaklandı. Uygulama kapsamını genişletmek için zorlu ortamlarda çalışabilecek daha yeni malzemeler aranıyor.

Güneşten elektrik üretmek

Fosil yakıtların aşamalı olarak ortadan kaldırılmasına yönelik girişimlerimiz kapsamında dünyanın çeşitli yerlerinde güneş ışığını kullanarak büyük ölçekli enerji üretimi projeleri yürütülüyor. Ancak Dünya'ya giren ancak kullanılmadan kalan güneş radyasyonu spektrumu, bilim adamlarının faydalanmak istediği başka bir yenilenebilir kaynaktır.

Jongbum, "Elektrik üretimi hava şartlarına bağlı olarak değişen güneş ve rüzgar yenilenebilir enerjisine alternatif olarak, Güneş'in yaydığı radyant enerjiyi ve yüksek sıcaklıktaki ortamları elektrik üretmek için kullanan çevre dostu termoelektrik enerji üretim teknolojisi dikkat çekiyor." dedi. Kim, liderliğinde ekibin yeni termal refrakter malzemeyi geliştirdiği KIST'in kıdemli araştırmacısı.

Yeni malzeme nasıl yapıldı?

Geleneksel olarak, refrakter iletken malzemeler olarak tungsten, nikel ve titanyum nitrür gibi malzemeler kullanılmıştır. Ancak bu malzemeler yüksek sıcaklıklarda kolayca oksitlenir.

Basın bültenine göre araştırmacılar, nano ölçekli ince filmde lantan katkılı baryum stanat oksit (LBSO) üretmek için darbeli lazer biriktirme tekniklerini kullandılar. Malzeme, 1000 santigrat derece sıcaklıklara ve 9 MW/cm2 yoğun ultraviyole ışığa maruz kaldığında dahi performansını koruyabiliyor.

Araştırma ekibi ayrıca LBSO kullanarak kızılötesi bantta bir termal yayıcı üretti ve malzemenin çok katmanlı veya ince bir film olarak kullanıldığında stabil olduğunu buldu. Bu, termofotovoltaik (TPV) enerji üretimi için LBSO kullanma olasılığını açar. İlginç bir şekilde, malzeme termal radyasyonun herhangi bir aracı olmadan PV hücrelerine aktarılmasına izin veriyor ve böylece oksidasyonun hava ile temas etmesini önlüyor.

Kim, basın açıklamasında "LBSO, termoelektrik enerji üretiminin ticarileşmesini hızlandırarak iklim değişikliği ve enerji kriziyle mücadeleye katkıda bulunacak" diye ekledi.

Araştırmacılar, LBSO'nun enerji üretimi ve endüstriyel ekipmanlardan atık ısının geri dönüştürülmesinin ötesinde uygulamalar bulacağından emin. UV'ye maruz kalmaya karşı dayanıklı olduğundan malzeme aynı zamanda emilim veya güçlü güneş ışığına maruz kalma nedeniyle oluşan ısıyı da yönetebilir. Bu genellikle aşırı ortamlarda meydana gelir ve havacılık ve uzay alanlarında uygulamaların geliştirilmesine yardımcı olabilir.

Kaynak: Interesting Engineering