Havadaki Su Buharı Alternatif Bir Enerji Kaynağı Olabilir Mi?

Yenilenebilir enerji kaynakları kelimenin tam anlamıyla güneş ışığında, havada, denizlerimizde ve okyanuslarımızda bulunur. Gezegenin fiziksel yapısının bir parçası olduklarından doğal yollarla sürekli olarak yenilenirler.

Bu enerji kaynakları genellikle “alternatif enerji” olarak da adlandırılır çünkü petrol ve kömür gibi geleneksel fosil yakıtlara bir alternatif olarak görülürler. Doğada 5 temel yenilenebilir enerji kaynağı bulunmaktadır: Güneş enerjisi, rüzgâr enerjisi, hidroelektrik enerjisi, jeotermal enerji ve biyokütle enerjisi.

Bir enerji kaynağının yenilenebilir olması, onun çevre açısından %100 güvenli olduğu anlamına gelmez. Örneğin; barajlar suyun gücünü kullanır, ancak balıklara ve vahşi yaşamlara da zarar verebilirler. Rüzgâr türbinleri, temiz elektrik üretmek için rüzgâr enerjisini kullanır, ancak üretim sürecinin çevresel etkileri vardır. Fakat bu enerji kaynakları, günümüzde kullanılan fosil yakıtlara göre çok az karbon ayak izine sahip oldukları için daha temiz bir dünyaya biletimizdir.

Sahip olduğumuz bu beş temel enerji kaynağına alternatif olacak başka yenilenebilir enerji kaynağı bulma arayışı, iklim değişikliği ile mücadeledeki muazzam potansiyelleri nedeniyle hem bilim insanlarının hem de politikacıların kafasını kurcalıyor.

Tel Aviv Üniversitesi'nde yapılan yeni bir araştırma, atmosferdeki su buharının gelecekte potansiyel bir yenilenebilir enerji kaynağı olabileceğini ortaya koyuyor.

Tel Aviv Üniversitesi Porter Çevre Bilimleri Okulu profesörü Colin Price liderliğinde, Profesör Hadas Saaroni ve doktora öğrencisi Judi Lax tarafından yürütülen, 6 Mayıs 2020 tarihinde Nature Scientific Reports’ta yayımlanan araştırma, su molekülleri ve metal yüzeyler arasında gerçekleşen etkileşimler sonucu oluşan elektriğin keşfine dayanmaktadır.^[1]

Nature

19. yüzyılda, ünlü İngiliz fizikçi Michael Faraday, su damlacıklarının, aralarında gerçekleşen sürtünme sayesinde metal yüzeylere elektrik yükleyebileceğini keşfetmişti. Daha yakın tarihli bir çalışmada da, bazı metallerin neme maruz kaldığında kendiliğinden bir elektrik yükü oluşturduğunu gösterilmişti.

Araştırmacılar, geçmişte yapılmış bu keşiflerin bulgularına dayanarak, sadece havadaki nemi kullanan düşük voltajlı bir pil üretmeye çalıştılar.

Bilim adamları, yüksek bağıl neme maruz kalan iki farklı metal arasındaki voltajı belirlemek için bir laboratuvar deneyi gerçekleştirdiler. Hava kuruduğunda aralarında voltaj oluşmadığını, ancak bağıl nem %60'ın üzerine çıktığında, izole edilmiş iki metal yüzey arasında bir voltaj oluşmaya başladığını keşfettiler. Nem seviyesi %60'ın altına düşürüldüğünde ise voltajın kaybolduğunu gözlemlediler.

Su çok özel bir moleküldür. Moleküler çarpışmalar sırasında bir molekülden diğerine elektrik yükü aktarılabilir. Sürtünme yoluyla bir tür statik elektrik oluşturulabilir. Laboratuvarda elektrik üretmeye çalıştık ve havadaki bağıl nemi %60'ın üzerine çıkardığımızda, farklı izole metal yüzeylerin atmosferdeki su buharından farklı miktarlarda yük oluşturacağını keşfettik. Bu, yaz aylarında İsrail'de ve çoğu tropikal ülkede neredeyse her gün gerçekleşiyor.

Price'a göre bu çalışma, nem ve nemin enerji kaynağı olabilme potansiyeli hakkında daha çok bilgi ve fikir edinmemizi, yerleşik fikirleri yenileriyle değiştirmemizi sağlayacak.

İnsanlar kuru havanın statik elektriğe yol açtığını biliyorlar. Bazen metal bir kapı koluna dokunduğunuzda sizi şok ediyor. Su normalde iyi bir elektrik iletkeni olarak düşünülüyor, yüzeyde yük oluşturabilecek bir şey değil. Fakat bağıl nem belirli bir eşiği aştığında işler değişiyor.

Araştırmacılar, gelecekte, havadaki su buharı sayesinde şarj olabilecek 1.5 Voltluk kalem pillerin geliştirilebileceğini ifade ettiler. Ayrıca, bağıl nem seviyelerinin %60’ın üzerinde olduğu, hala elektriğe erişimi olmayan bölgelerde, havadaki nemin yenilenebilir bir enerji kaynağı olarak kullanılabileceğini de belirttiler.

The One Brief

Sonuç

Etkili yenilenebilir enerji formları ve yeni, temiz enerji ürünlerinin geliştirilmesi üzerine yapılan araştırmalar hızla devam ediyor. Geçmişte, enerji fiyatları artmış ve siyasi çekişme ve kargaşa sonucunda bu kaynaklara erişim sınırlı kalmıştı. Yenilenebilir enerji yerel olarak üretilebildiğinden, dünyada meydana gelen diğer krizlerden etkilenmeyecek ve fosil yakıt fiyatlarındaki ani yükselişler veya arzdaki bir değişim yüzünden daha pahalı hale gelmeyecektir.

Yenilenebilir enerji, gelecekte daha düşük elektrik fiyatları ve daha güvenli, daha temiz bir enerji anlamına gelebilir. Yenilenebilir enerji sisteminin doğru kullanımı ile yerel istihdam yaratılabilir, yaşam standartları büyük ölçüde iyileştirilebilir ve uzun vadede sağlıklı bir toplumun gelişimi sağlanabilir.