Elektronik Cihazları Soğuturken Elektrik Üreten Hidrojel

Elektronik cihazlar çalışırken yüksek miktarda ısı üretir. Bu ısının cihazın sıcaklığını artırarak verimliliğini azaltması önemli bir sorundur. Bu nedenle atık ısının hızla ortamdan uzaklaştırılması gerekir. Ancak bu işi gerçekleştiren fan ve benzeri soğutucu sistemler enerji tüketir. Ayrıca atık ısının kontrolsüz bir biçimde çevreye yayılması yararlı amaçlar için kullanılabilecek enerjinin boşa harcanması anlamına da gelir.

Günümüzde elektronik cihazlardan yayılan atık ısıyı geri dönüştürebilen cihazlar, örneğin termoelektrik üreteçler, bulunsa da bu sistemler ısının serbestçe yayılmasını engelledikleri için elektronik cihazların aşırı ısınmasına da sebep olabiliyor. 

Uluslararası bir araştırma grubu, elektronik cihazları soğuturken atık ısıyı elektriğe dönüştürebilen bir hidrojel film geliştirdi. Üstelik soğutma işlemi için gerekli tüm enerji atık ısıdan elde ediliyor.

Araştırmacıların geliştirdiği hidrojel aslında bir tür termogalvanik pil. Isı enerjisini elektrik enerjisini dönüştüren bu pillerde, sıradan pillerde olduğu gibi, iki elektrot ve içinde elektrik yüklerinin hareket ettiği bir elektrolit çözelti bulunur. Termogalvanik pillerin sıradan pillerden temel farkı, elektrik yüklerinin elektrotlar arasında hareket etmesini sağlayan etkenin elektrotlar arasındaki sıcaklık farkı olmasıdır.

Geliştirilen hidrojel film elektronik cihazların üzerine uygulandığında cihazdan yayılan atık ısının bir kısmı elektriğe dönüştürülüyor, bir kısmı da hidrojeldeki suyun buharlaşmasıyla hızla ortamdan uzaklaşıyor. Böylece dışarıdan enerji almadan elektronik cihazları soğutabilen bir sistem ortaya çıkıyor. Hidrojel, içinde bulunduğu ortamdaki nemi soğurarak kaybettiği suyu yeniden kazandığı için sistem uzun süre sorunsuz çalışabiliyor.

Araştırmacılar, geliştirdikleri hidrojel filmi bir akıllı telefon bataryasının üzerine uygulayarak test etti. Hidrojelin, bataryanın sıcaklığını 20°C düşürdüğü ve 5µW güç üretebildiği görüldü.

Araştırma ile ilgili detaylı bilgiye Dr. Shiriu Pu ve arkadaşlarının Nano Letters’ta yayımladıkları makaleden ulaşabilirsiniz.