Eston bilim insanları Ay'da piriten güneş paneli üretmeyi araştırıyor

Tallinn Teknik Üniversitesi (TalTech) Malzeme ve Çevre Teknolojisi Enstitüsü'ndeki bilim insanları, Ay yüzeyinde bulunan pirit adlı mineralden esnek güneş panelleri üretmenin yollarını araştırıyor. Çalışma, insanlığın Ay'a kalıcı üsler kurma planlarına enerji bağımsızlığı kazandırmayı hedefliyor.

İnsanlık Ay'a dönmeyi ve orada sürekli enerjiye ihtiyaç duyacak kalıcı üsler kurmayı planlıyor. Geleneksel silisyum paneller ağır ve kırılgan yapıda olduğu için bunları Ay'a taşımak roket yakıtı ve maliyet açısından büyük yük oluşturuyor. Bilim insanları bu sorunun çözümünü, halk arasında "kassikuld" yani "kedi altını" olarak bilinen pirit mineralinde görüyor.

TalTech kıdemli araştırmacısı Taavi Raadik, "Tähelepanu! Tegemist on teadusega" programına verdiği demeçte, sahil kenarında yürürken altın gibi parlayan ancak yakından bakıldığında pirit olduğu anlaşılan minerale rastlamış olan çok kişi bulunduğunu söyledi. Raadik, üniversitede bu piritin güneş hücrelerinde kullanılarak gerçek altına dönüştürülüp dönüştürülemeyeceğini araştırdıklarını belirtti.

Laboratuvarda üretilen mikrokristaller

Eston bilim insanlarının çözümü, katı silisyumdan farklı olarak monotera teknolojisine dayanıyor. Araştırma grubu piriten mikrokristaller sentezliyor ve bunları esnek bir epoksi yüzeye yayıyor. Polimer taban, nihai ürüne esneklik kazandırarak paneli ince bir zara dönüştürüyor; malzeme ışık altında kısmen saydam görünüyor. Bu yeni malzeme, ister karadaki otobüsler ister gelecekteki Ay araçları olsun, her türlü kavisli yüzeye yapıştırılabiliyor.

TalTech araştırmacısı Katriin Reedo, monotera kavramını şöyle açıkladı: "Sentezlediğimiz kristaller zara yan yana tek bir katman halinde yerleştiriliyor. Her küçük kristal bağımsız bir güneş paneli işlevi görüyor ve bunlardan çok sayıda var. Temelde bu, elektrik üreten bir zımpara kağıdı gibi."

Doğada bulunan pirit doğrudan güneş enerjisi üretmek için kullanılamıyor çünkü mineral çok fazla yabancı madde içeriyor. Bilim insanlarının kullanılabilir kristalleri laboratuvarda tamamen saf başlangıç malzemelerinden yetiştirmesi gerekiyor. Ekip önce bileşenleri özel bir ampule tartıyor. Kristaller için doğru büyüme ortamını oluşturmak amacıyla potasyum iyodür eriyik tuzu ekleniyor.

Doktora sonrası genç araştırmacı Mia Maria Meldorf, laboratuvar sürecini şöyle anlattı: "Başlangıç malzemeleri ampule tartıldıktan sonra ampuldeki hava boşaltılıp kapatılıyor." Ardından ampuller iki hafta boyunca yüksek sıcaklıktaki fırına gidiyor. Meldorf, "Sentez sonrasında hazır pirit mikrokristalleri eriyik tuzla karışmış ve katılaşmış oluyor. Bunu temizlemek için mikrokristalleri yıkayıp eleyerek uygun boyuta getiriyoruz" diye ekledi.

Uzaya taşımadan önce çözülmesi gereken sorunlar

Bilim insanlarının teknolojiyi uzaya göndermeden önce çözmesi gereken ciddi bir malzeme bilimi sorunu bulunuyor. Her güneş paneli, kusursuz şekilde birlikte çalışması gereken çok sayıda katmandan oluşuyor. Araştırma grubu şu anda malzemenin özelliklerini uyumlu hale getirmeye çalışıyor. Katmanların doğru şekilde üst üste birleştirilmesi ve aynı ritimde çalışması gerekiyor.

Laboratuvar testleri sonuç verirse bu durum uzun uzay görevlerinin lojistiğini değiştirebilir. Hem Avrupa Uzay Ajansı (ESA) hem de NASA şu anda Ay'ın güney kutbunu hedefliyor ve burada kalıcı yerleşimler kurmak istiyor. Bu üsleri yaşanabilir tutmak için, başarı sağlanırsa astronotların Dünya'dan panel taşımasına gerek kalmayabilir; çünkü Ay yüzeyinde pirit bileşenleri bol miktarda bulunuyor.

Yerleşimciler yerel malzemeden elektrik üretebilirse Dünya'nın kırılgan ikmal hatlarına olan bağımlılıkları azalacak. Raadik, "Amaç öncelikle Ay'da bulunan malzemelerden pirit güneş hücreleri üretmek. Bu bize enerji bağımsızlığı, yani dünyadışı ortamda çalışma ve yaşama imkanı sağlar" dedi.