Tatlı ve Tuzlu Suların Buluştuğu Yerler Yepyeni Bir Enerji Kaynağı Olabilir mi?

19 Haz 2017

Yenilenebilir enerji denildiğinde rüzgâr, güneş, jeotermal, hidroelektrik vb. enerji kaynakları aklımıza geliyor. Fakat yeni teknolojilerin gelişmesiyle birlikte yenilenebilir enerji kaynakları çeşitleniyor, her geçen gün yeni sürdürülebilir enerji kaynakları ekleniyor. Penn State araştırmacıları da yaptıkları yeni bir araştırmayla bu çeşitliliğe bir yenisini ekliyor. Araştırmacıların kanısı; tatlı su ile tuzlu suların birleştiği yerlerdeki tuzluluk oranlarının doğal bir dengeleme süreci ile elektrik enerjisi üreten yepyeni bir hibrit enerji üretebileceği yönünde. Hatta bu enerjinin dünyanın ihtiyaç duyduğu enerjinin %40’ını karşılayacağı görüşündeler.

Penn State Çevre Mühendisliği Bölümü akademisyenlerinden Yrd.Doç. Christopher Gorski, "Bu teknolojinin amacı, nehirlerin okyanusla buluştuğu yerden elektrik üretmektir" dedi.

Sistem iki su kaynağı arasındaki tuz konsantrasyonundaki farklılığa dayanmaktadır. Tuz konsantrasyonundaki bu fark, küresel elektrik taleplerinin %40'ını karşılamak için yeterli enerjiyi üretme potansiyeline sahip. Bu enerjiyi elde etmek için pek çok yöntem mevcut olmasına rağmen, en başarılı iki yöntem; basınç geciktirmeli ozmoz (PRO) ve ters elektrodiyaliz (RED)’dir.

En yaygın sistemlerden biri olan PRO, seçime bağlı olarak suyu yarı geçirgen bir zardan geçirerek, tuzdan ayrıştırır. Bu işlemden sonra oluşan ozmotik basınç daha sonra türbinleri döndürerek enerjiye dönüşür.

İkinci teknoloji olan Ters elektrodiyaliz – RED ise, iyon değişim membranlarında voltaj geliştirmek için bir elektrokimyasal gradyan olarak kullanılıyor. Tuz, zarlardan geçer ve tuzun suda kısmen çözünmesine izin verir. Ancak bu yöntemle çok az miktarda enerji üretilir. Buradaki asıl mevzu, klorür ve sodyum iyonlarının, seçici iyon taşınmasıyla iyonun değişim membranlarından geçmesini engelleyerek enerjinin oluşmasıdır. Membranlar, PRO’ya kıyasla, suyun akmasını gerektirmediği için çabuk faul yapmazlar.

Üçüncü bir teknoloji olan kapasitif karıştırma (CapMix) nispeten yeni bir yöntem olarak keşfedilmektedir. CapMix, iki özdeş elektrotun, tatlısu ve deniz suyu gibi değişen tuz konsantrasyonlarına sahip iki farklı suya sırayla maruz bırakılması durumunda gelişen voltajdan enerji alan bir elektrot tabanlı teknolojidir. RED gibi, CapMix'in problemi, yaşanabilmesi için yeterli gücü sağlayamamasıdır.

Ama Penn State araştırmacıları, bu problemlere bir çözüm buldu. Araştırmacılar RED ve CapMix teknolojilerini elektrokimyasal akış hücrelerinde birleştirdiler. CapMix, iki elektrotun tuz konsantrasyonu değişen suya daldırılarak üretilen gerilim yeni bir tekniktir. CapMix tek başına oldukça az enerji üretirken, RED ile birleştirildiğinde 4 kata kadar çıkabilen yüksek enerji sağlıyor.

Bu yepyeni hibrit teknoloji sayesinde küresel enerji ihtiyacının %40’ı sağlanabilir ve karbon emisyonunda ciddi düşüşler olabilir. Elbette projenin gerçek verileri ancak uygulandığında ortaya çıksa da sonuçlar umut verici. Araştırmacılar elektrotların zaman içindeki istikrarı hakkında daha fazla araştırma yapmak istiyor ve deniz suyundaki magnezyum ve sülfat gibi diğer elementlerin hücrenin performansını nasıl etkileyebileceğini araştırıyor. Sonuçlar olumlu giderse yepyeni bir hibrit teknoloji, mevcut yenilenebilir enerji teknolojilerine eklenecek ve daha sürdürülebilir bir dünyaya güzel bir katkı sağlanmış olacak.

Kaynak: psu.edu