20’nci yüzyılın başlarında Sırp mucit Nikola Tesla, etrafımızdaki havadan sınırsız ve bedava elektrik çekmeyi hayal ediyordu. Tesla, Dünya’yı ve atmosferi devasa bir bataryanın iki ucu olarak görüyordu. Söylemek gereksiz olacak ama bu hayali hiçbir zaman gerçekleşmedi. Yine de havadan elektrik elde edilmesi (higroelektrik) fikri bilim insanlarını bir kez daha cezbediyor. Aradaki fark ise bilim insanları o kadar büyük düşünmüyor.
Mayıs ayında Massachusetts Amherst Üniversitesi’nden bir ekip, havadaki nemden küçük de olsa sürekli bir elektrik akımını başarıyla ürettiklerini anlattıkları bir makale yayımladı.
Çalışmanın başyazarı Prof. Jun Yao The Guardian’a yaptığı açıklamada, “Açıkçası bu bir kazaydı. Aslında amacımız havadaki nem için basit bir sensör yapmaktı. Ancak bunun üzerinde çalışan öğrenci nedense fişi prize takmayı unuttu” dedi. Ekip, bir dizi nanotelden oluşan cihazın her şeye rağmen elektrik sinyali üretebildiğini görünce şaşırmış.
Her bir nanotel, insan saçının çapının binde birinden daha küçük, havadaki su molekülünün girebileceği kadar geniş ve tüpün içinde çarpışacak kadar da dardı. Ekip her çarpmanın malzemeye yük verdiğini ve çarpma sıklığı arttıkça da tüpün bir ucunun diğerinden farklı bir şekilde yüklendiğini fark etti. “Gerçekten bir pil gibiydi” diyen Yao, “Pozitif ve negatif çekim gücü vardı ve bunlar birleştiğinde yük akışı oluştu” diyerek devam etti.
Yao’nun ekibi son çalışmalarında nanotelleri bir kenara bıraktı ve bunun yerine nanogözenekli materyallere geçiş yaptı. Ortaya çıkardıkları cihaz, bir insan saçının beşte biri genişliğinde, tırnak kadar minik ama aşağı yukarı bir mikrowatt enerji üretebiliyor. Bu, büyük bir LED ekranda tek bir pikseli aydınlatmaya yetecek bir enerjiye tekabül ediyor.
“Ekranın geri kalanına ya da tüm bir eve güç sağlamak için ne gerekiyor?” dediğinizi duyar gibiyiz. Yao, “İşin güzel yanı havanın her yerde olması. Cihazın ince tabakası çok az miktarda elektrik verse de prensipte gücü artırmak için dikey alanda birden fazla tabaka istifleyebiliriz” diyor.
Prof. Svitlana Lyubçık ve oğulları Prof. Andriy ile Sergiy Lyubçık da tam olarak bunu yapmaya çalışıyor. Svitlana Lyubçık ve Andriy, amacı ‘atmosferdeki nemi yenilenebilir enerjiye dönüştürmek’ olan Catcher projesinin bir parçası ve araştırmayı ticarileştirmek için CascataChuva denilen bir girişim kurmuşlar. Bu fikir üzerinde ilk olarak 2015 yılında, Yao’nun ekibinden bir süre önce çalışmaya başlamışlar. Andriy, “Bizi ucube olarak görüyorlardı. İmkansız şeyler söyleyen insanlar olarak” diyor.
O zamandan bu yana epey yol kat ettiler. Catcher ve bu konuyla ilgili projeler, Avrupa İnovasyon Konseyi’nden yaklaşık 5,5 milyon euro fon aldı. Sonuç ise 4 cm genişliğinde ince gri bir disk. Lyubçık’a göre bu cihazlardan biri 1.5 volt ve 10 miliamper enerji üretebiliyor. 20 bin tanesinin çamaşır makinesi büyüklüğünde bir küpün içine yerleştirilmesiyle günde 10 kilovat saat enerji üretilebileceğini söylüyor. Bu da aşağı yukarı bir İngiliz evinin tüketeceği elektrik miktarına tekabül ediyor. Daha da etkileyici tarafı ise 2024 yılında sunabilecekleri bir prototipe sahip olmayı planlıyorlar.
Yao’nun ekibi teorik olarak nispeten kolay elde edilebilen organik malzemelerle çalışırken, Catcher ekibi yakıt hücresi araştırmalarında kullanılan zirkonyum oksidi kullanıyor. Ukraynalı Lyubçık bu oksidi, zirkonyum oksit açısından zengin olan kendi ülkesinden tedarik etmeyi umsa da Rusya’nın ülkeyi işgalinden dolayı şimdilik Çin’inden satın alınan az miktardaki malzeme ile idare etmeleri gerekiyor.
Ekip bir prototipi geliştirmenin ve üretimini büyütmenin yıllar alabileceğinin farkında ancak başarılı olurlarsa sağlayacakları fayda da ortada. Güneş panelleri ve rüzgar türbinlerinin aksine higroelektrik jeneratörler gece gündüz ve iç dış mekan demeden her yerde çalışabilir.
