EPFL'deki araştırmacılar, tuzlu suyun buharlaşmasından sürekli elektrik üretebilen yeni bir nanocihaz geliştirdi. Bu yenilikçi sistem, ısı ve ışığı sadece buharlaşmayı hızlandırmak için değil, aynı zamanda iyonların ve elektronların hareketini kontrol ederek elektrik akımı oluşturmak için kullanıyor. LNET laboratuvarında geliştirilen bu cihaz, hydrovoltaic (HV) etkiyi kullanarak, yani bir nanocihazın yüklü yüzeyinden sıvı geçtiğinde elektrik üretme fenomenini temel alıyor. Önceki çalışmalar buharlaşmanın hızlandırılmasına odaklanırken, EPFL ekibi bu doğal etkiyi daha derinlemesine inceleyerek enerji üretimini optimize etti.
Cihazın çalışma prensibi, silikon yarı iletken yapısı sayesinde güneş ışığından gelen fotonların elektronları uyarmasına dayanıyor. Aynı zamanda, ısı yüzeydeki negatif yükleri artırırken, nanocihazın üzerindeki tuzlu su tabakasında ısı kaynaklı buharlaşma iyonların yer değiştirmesine neden oluyor. Bu durum, pozitif ve negatif yükler arasında bir ayrım yaratarak sıvı-katı arayüzeyinde bir elektrik alanı oluşturuyor. Bu elektrik alanı, uyarılmış elektronları bağlı bir devre boyunca hareket ettirerek elektrik üretiyor. Araştırmacılar, güneş ışığı ve ısının eklenmesinin yüzey yükü etkisi sayesinde enerji üretimini beş kat artırabildiğini belirtiyor.
Üç farklı katmana sahip olan bu nanocihazın ayrık tasarımı; buharlaşma, iyon taşınımı ve elektrik yükü toplama süreçlerinin her bir adımının gözlemlenmesini ve hassas bir şekilde ayarlanmasını sağlıyor. Geliştirilen sistem, 1 V voltaj ve 0.25 W/m2 güç yoğunluğu ile benzer teknolojileri geride bırakırken, sürekli ve otonom elektrik üretimi için önemli bir avantaj sunuyor. Bu çalışma, Nature Communications dergisinde yayımlandı ve yenilenebilir enerji kaynakları alanında çığır açıcı bir potansiyel taşıyor.
Bu nanocihaz, buharlaşma gibi doğal bir süreci kullanarak sürekli ve otonom elektrik üretimi sağlayarak yenilenebilir enerji teknolojilerinde yeni bir kapı aralıyor.