Helmholtz-Zentrum Berlin’den bir ekip tarafından yürütülen araştırmaya göre, sıcaklık farkını termoelektrik etki yoluyla elektriğe dönüştürmek için kağıt, kalem ve iletken boya gibi bulunması kolay gereçler yeterli olacak.
Yaklaşık 200 yıl önce Thomas J. Seebeck tarafından keşfedilen termoelektrik etki ile, farklı sıcaklıklardaki iki metal bir araya gelerek elektrik voltajı geliştirebilirler. Bu etki ise kalan ısının kısmen elektrik enerjisine dönüştürülmesini sağlar. Artık ısı, enerji santrallerinde ve ev aletlerinde olduğu gibi hemen hemen tüm teknolojik ve doğal süreçlerin bir yan ürünü olarak karşımıza çıkmaktadır. Bunun nedeni, metallerin sadece elektrik iletkenliğine sahip olmakla kalmayıp, aynı zamanda yüksek ısı iletkenliğinin de olmasıdır.
Bizmut tellürit gibi yarı iletken malzemelerden yapılmış olan termoelektrik cihazlar günümüzde bazı teknolojik uygulamalarda kullanılabilmektedir. Ancak bu gibi materyal sistemleri pahalıdır ve kullanımları çok yaygın değildir. Araştırmacılar, bu sebeple karbon nanostüktiflerine dayanan, toksin olmayan ve esnek organik materyallerin insan vücudu da dahil olmak üzere bir çok yerde kullanılabilme durumlarını araştırıyorlar.
HZB’de Profesör Norbert Nickel’in liderliğinde bulunan ekip, etkinin çok daha basit bir şekilde elde edilebileceğini gösterdi. Normal bir kurşun kalem kullanarak, sıradan bir fotokopi kağıdının küçük bir alanını kapladılar. İkinci bir materyal olarak ise, yüzeye şeffaf, iletken bir kopolimer boya (PEDOT:PSS) uyguladılar.
Kağıt üzerindeki kurşun kalem izleri, şu anda esnek termoelektrik elementler için kullanılan ve daha pahalı olan diğer nanokompozitere kıyasla bir voltaj sağladı. Eğer istenirse bu voltaj, kurşun kalemdeki grafitin içine indiyum selenit ekleyerek on kat arttırılabilir.
Araştırmacılar, taramalı elektron mikroskopu ve HZB’de Raman saçılması yöntemi ile grafit ve ko-polimer kaplama filmlerini araştırdılar. Nickel, “Sonuçlar bizim için de çok şaşırtıcıydı. Fakat bunun neden bu kadar iyi çalıştığını araştırdığımızda, kağıt üzerine bırakılan kurşun kalem, sırasız grafit pulları ile karakterize bir yüzey oluşturdu. Bu, elektriği biraz azaltmakla birlikte, ısıyı daha etkili şekilde taşır.” şeklinde açıklamalarda bulundu.
Bu basit bileşenler, son derece ucuz, çevre dostu ve toksin olmayan termoelektrik bileşenleri kağıda bastırmak için gelecekte karşımıza çıkacak gibi görünüyor. Bu küçük ve esnek bileşenler doğrudan vücut üzerinde de kullanılabileceği gibi küçük cihazları veya sensörleri çalıştırmak için vücut ısısından beslenebilir.
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte hayatımıza giren yenilikler, adından daha çok söz ettirecek ve gündem konusu olacak gibi duruyor. Peki siz, yeni gelişmeler hakkında neler düşünüyorsunuz?
