Sosyal Medya Uzmanı Deniz Unay
Oldukça geniş bir tanımlamaya sahip nanoteknoloji bilhassa yenilebilir enerji ve çevre konularında da kullanıldığı pek çok farklı alanda olduğu gibi mucizevi etkiler ortaya çıkarmaktadır. Yakın gelecekte dünyanın en büyük sorunlarından biri halini alması beklenen enerjinin, nanoteknoloji yardımıyla sorun olmaktan çıkarılması hedeflenmektedir. Enerjinin daha verimli kullanımı, depolanması ve üretimi konusunda nanoteknoloji özellikle çevreye daha az zararları ile ön plana çıkmaktadır. Nanoteknoloji kullanılarak güneş pili üretiminin yapılması ve giyilebilir ürünlerle bu teknolojinin birleştirilerek yakın bir gelecekte cep telefonu, tablet, bilgisayar gibi cihazların güneş enerjisi ile şarj edilmesi mümkün hale gelecek. Diğer yandan Afrika’da bazı bölgelerde yer altı sularına karışan arsenik ve zararlı maddelerin nano parçacıklar ile temizlenerek içilebilir hale getirildikleri de bilenen örnekler arasında yer almaktadır. Otomotiv sektöründe ise enerji tüketiminin verimliliğinin artırılması ve nanoteknoloji ile üretilen araçların çevreye daha az zarar veren ve daha ekonomik hale gelmesinin sağlanması öngörülüyor. Nano filtreler ile temiz su elde edilmesi ve enerjinin birçok alanında daha verimli ve çevreye daha az zararlı teknolojilerin geliştirilmesi mümkün hale gelmiştir.
RÜZGAR TÜRBİNLERİNDE KULLANIMI
Yenilebilir enerji kaynaklarından bir diğer önemli olanı rüzgardır. Nanoteknoloji ise bu alanda rüzgarın enerjiye dönüştürülmesini sağlayan devasa rüzgar türbinlerinin daha verimli ve hafif olmasını sağlamıştır. Nanoteknoloji aynı amanda bu türbinler tarafından üretilen elektriğin iyileştirilmesi için kullanımı da söz konusudur. Uzay ve havacılık alanında olduğu gibi devasa ve ağır kanatlar yerine daha verimli hafif kanatların üretimi nanoteknoloji ile mümkün hale gelmiştir. Nanotüpler yardımıyla dolu epoksi kullanımı yapılarak bu etkinliğin artırılması da mümkün görünüyor.
NANOTEKNOLOJİNİN UYGULAMA ALANLARI
İlk defa 1974 yılında nanoteknoloji çalışmalarına Japonya’nın başkenti Tokya’da bir üniversitede başlanmıştır. Ancak modern anlamda bu teknolojinin başlaması ise 1980’li yıllarda atomların gözlenmesini sağlayan tarama tünelleme mikroskoplarının icadı ile gerçekleşmiştir. Bu tarihlerden itibaren; tıp ve sağlık, tekstil, endüstri, uzay ve havacılık, çevre, enerji vb. daha pek çok farklı alanda nanoteknoloji kullanımı giderek yaygınlaşmaya başladı. Enerji alanında nanoteknoloji uygulamalarının başlaması ise henüz yeni sayılabilir. Geleneksel olarak dünyada kullanılan enerji kaynaklarının zaman içinde enerji ihtiyacının artmasına bağlı olarak yeni nesil alternatif enerji uygulamalarının gelişim gösterdiği gözlemlenmiştir. Daha temiz, ucuz ve sınırsız olması nedeniyle yenilebilir enerji kaynaklarına olan ilgi artmakta ve nanoteknolojinin bu alandaki uygulamaları daha verimli hale getirmesi sağlanmaktadır. Nanoteknolojinin enerji sektöründe başlıca uygulamaları ise şu şekilde sıralanabilir:
Ham petrolün benzine dönüştürülmesin verimi artırarak nanoteknoloji sayesinde daha etkili ve verimli yanma ile düşük sürtünme sağlanır. Bu sayede araçlarda ve çeşitli enerji santrallerinde benzin tüketimi azaltılması başarılmıştır.
Karbon nanotüp ile düşük dirençlere sahip elektrik teli üretimi alanında çalışmalar yapılmaktadır. Bu üretimin yaygınlaşması sayesinde elektrik transferi sırasında güç kaybının önüne geçilmesi mümkün hale gelmiştir. Nanoteknoloji güneş pilleri sayesinde güneşten elde edilen enerji verimi artırılmıştır. Bu durum güneş enerjisinin fiyatlarını düşürerek verimi artırır. Depolama kapasitesi yüksek batarya ve pillerin geliştirilmesi nanoteknoloji ile daha verimli ve kısa sürede şarj etme olanağı sunar. Aydınlatma sistemleri ve rüzgar enerjisinde ise daha hafif, daha verimli ve yüksek depolama gücüne sahip nano malzemeler kullanılabilir.
ENERJİ ALANINDA SAĞLADIĞI FAYDALAR
Nanoteknolojinin faydalarını ve önemini kavramak için ölçü olarak nanometrenin niteliğini bilmek gerekir. Nm olarak kısaltılan nanometre, 3 – 5 atım genişliğine sahiptir. 1 nm olarak ifade edilen bir ölçüde ise ortalama olarak insan saç telinin 1//40.000’i ifade edilir. Örneği daha da geliştirecek olursak sıradan bir kağıdın kalınlığı 100 bin nm olarak tanımlanabilir. Bu ölçeklerde nanoteknoloji ürünleri geliştirmek ise maliyeti azaltacağı gibi verimliliği de artıracaktır. Enerji alanında bu yönde değerlendirmeler yapılarak faydalarından ve öneminden söz etmek mümkündür. Nanoteknoloji kullanılarak enerji sektöründe elde edilecek başlıca faydalar:
Daha ucuz ve yüksek güçlerle güneş enerjisi üretimi. Yüksek depolamaya sahip taşınabilir/giyilebilir ve doldurulabilir güç kaynakları. Yalıtımın daha hafif ve verimli hale getirilmesi ve ısı enerjisinden elektrik üretimi. Etkin bir şekilde hidrojen depolama ve temiz su üretimi vb.
Nanoteknolojinin enerji sektöründe kullanımı sayesinde nano malzemeler ve nanokompozitlerin fosil yakıt endüstrisinde verimliliği artırması ve yenilebilir enerjinin daha etkin depolanarak dağıtılmasını sağlaması mümkün olacaktır.
YENİ NESİL AMPULLERDE YAYGINLAŞIYOR
Aydınlatma teknolojilerinden nano parçaların kullanımı yaygınlaşmaya başladı. Ampul üretiminde özellikle yüksek verimliliğin dikkate alınması ile nano olarak üretilen polimer matris, güneş ışığına yakın bir beyaz ışık üretimi gerçekleştirmeyi başarmıştır. Nano parçaları ile kırılmaz olmaları ve popüler kompakt flüorasan lambalara göre iki kat daha verimli oluşu bu alanda da önemli gelişmelere neden olmuştur.
Aydınlatma sistemlerinde dünya genelinde enerji tüketiminin azaltılmasına yönelik nanoteknoloji kullanılarak enerji tasarrufunu ortaya koymak nanoteknoloji sayesinde mümkün hale gelmiştir. Enerjinin her alanında günümüzde nanoteknoloji kullanımına rastlamak mümkündür.
NANOSÜNGER GELİŞTİRİLDİ
Nanoteknolojinin enerji sektöründe kullanımına yönelik yeni bir gelişme ise Teksas Üniversitesi araştırmacıları tarafından keşfedildi. Nanosünger olarak ifade edilen bu yeni buluş, statik elektrik enerjisinin sünger benzeri bir depolama alanında birikimimi yani depolanmasını sağlıyor. Superkapasitörler gibi geleneksel olarak yapılacak depolamadan çok daha yüksek oranlarda bir kapasiteden söz etmek mümkündür.
Enerji sektöründe nanoteknoloji kullanılarak; nanosünger ile enerji depolanması, enerji odaklamada nanokonicikler, nanoteknoloji ile sesten enerji üretimi gibi birçok yeni gelişme bu alanda henüz yolun başında olunduğunu göstermiştir. Yakın bir gelecekte yenilebilir enerjiye yönelimin artmasında da nanoteknolojinin payı yüksek olacaktır.
GÜNEŞ PİLİ ÜRETİMİNDE AVANTAJLARI
Güneş enerjisinden yararlanma fikri enerji alanında son yıllarda önemli çalışmaların yapılmasını sağlamıştır. Ortalama bir saat içinde dünya yüzeyine vuran bir güneş enerjisinin dünyanın bir yıllık enerji tüketimine eş değer olması bu gücün önemini artırmıştır. Günel pillerinde ise nanoteknoloji ve nano parçacıların kullanımı hem daha masrafsız hem de geleneksel ürünlere göre daha verimlidir. Bu parçacıkların sahip olduğu elektronik ve optik işlevleri üretim maliyetini de düşürerek güneşten daha ucuz ve etkili biçimde yararlanılmasını sağlayacaktır. Öte yandan nano parçacıklar ile geliştirilen bu güneş Billlerinin esnek, bükülebilir olması çatıların dışında alternatif pek çok alanda kullanımını mümkün hale getirmiştir.
