Nüfusun büyümesi ve yaşam standartların artmasıyla beraber yeni teknolojiler de gelişmektedir. Doğal kaynakların azalması insanlara yeni kaynaklar bulma arayışına sokmuştur. Bu da beraberinde yeniden üretim, yeniden kullanım gibi geri dönüşüm olaylarını ortaya atmıştır. Çevre için önemli bir kavram olan geri dönüşüm eski teknolojileri geride bırakmaktadır.
Geri dönüşüm sağlayan, çevreye zarar vermeyen doğal enerji kaynaklarından biri de bitkilerdir. Canlılar için meyve, sebze, çiçek, barınak, gölge ve en önemlisi oksijen gibi çeşitli yararları bulunmaktadır. Zararlı karbondioksiti atmosferden uzaklaştırabilmektedirler. Çevreye hoş bir güzellikte katmaktadırlar. Bu kadar faydası olan bir canlıyı atık oluşturmadan çevreye zarar vermeden elektrik üretiminde de kullanabiliriz.
Yeşil Araç
Şekil 1’de görüldüğü gibi aracın hareketini bitkilerle sağlayabiliriz. Resimde aracın her yeri bitkilerle kaplıdır. Bu şekil elektrikli aracı temsil etmektedir. Aracın çatısında bulunan bitkiler elektrik üretebilmektedir, araç ise o elektriği kullanmaktadır. Böylece elektrikli aracın güç kaynağı için elektrikli şarj istasyonuna ihtiyacı kalmamaktadır. Bu bitkiler araca elektrik, doğaya oksijen sağladıkları gibi aracın gövdesi için de doğal soğutucu olabilmektedirler ama teknik açıdan birçok eksik yönü bulunan bu elektrikli araç üzerine çalışılmaktadır.
Peki bitkileri farklı elektrik üretmek için başka nasıl kullanabiliriz? Bitkilerin hareketiyle enerji üretimi, organik güneş pili ve PMFC (Proton Değiştirici Yakıt Hücresi) tekniği ile birlikte Glikoz Biyoyakıt Hücresi kullanılarak gerçekleştirilebilir. Rüzgar ve güneş enerjisi için ideal bir ortam yaratan bitkiler ayrıca enerjiyi de çok iyi dönüştürebilmektedirler.
Bitki Hareketinden Enerji Üretimi
Bitkiler rüzgarlı veya yağmurlu ortamlarda kolayca hareket edebilmektedirler. Peki ya bu gibi ortamlarda sınırsız hareket eden bitkilerden enerji üretebilir miyiz? Bitkilere piezoelektrik (PZT) gibi bir dönüştürücü takılırsa, bitkinin en düşük hareketinden bile bir voltaj üretilebilmektedir. Rüzgar gibi bir etkene bağlı olarak hareket eden bitki ve bitkinin yaprakları PZT’ye bir girdi işlevi görmektedir. PZT ise kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştürmektedir.
Cihazdan Voltaj Üretme Prensibi
Bitkiden kaynaklanan herhangi bir hareket, piezoelektrik cihazında voltaj üretmeye ve böylece bükülmeye sebep olmaktadır. Titreşim frekansı ile elektrik üretimi doğru ilişkili oldukları için titreşim frekansın artması yüksek enerjiye neden olmaktadır.
Bir enerjiyi doğrudan elektrik enerjisine dönüştürmek oldukça önemli bir olaydır. Bu olay santraller tarafından kolaylıkla gerçekleştirilebilmektedir. Enerji dönüşümleri santrallerin yapısına ve dielektirik malzemelerine bağlıdır. Bitkilerin hareketi için kullanılacak yapraklar kütikula adlı bir polimer tabakasına sahiptir. Bu tabaka mumsu yapısı ile dielektrik malzeme görevi görmektedir. Böylece diğer malzemelere teması ile elektriklenmesi ile yük biriktirebilmektedir. Kütikula yapısının altında su ve iyon içeren hücre dokusu bulunmaktadır. Elektro-statik olarak indüklenen kütikula tabakası bu dokuya elektrotlar yerleştirerek akım üretebilmektedir. Böylece canlı bir bitkinin hareketi ile elektrot üretici oluşturulabilmektedir. İnsanı şaşırtan bu teknoloji Triboelektrik Nano Jeneratörde (TENG) kullanılmaktadır.
Yapay Yapraktan Enerji Üretimi
Bitkilere zarar vermeden, fotosentez yapmalarını engellemeden bu olayı nasıl gerçekleştirebiliriz? Tabii ki bitkinin yaprağını taklit ederek. Yapay yaprak yapmak için Polietilen tereftalat (PET), silikon kauçuk ve İndiyum kalay oksit (ITO) kullanılmaktadır. Böylece yaprağa fotosentez yapmasını engellemeyecek şeffaf bir yapı elde edilmektedir. Yapay yaprak ile bitki kutikulası arasında iyi bir şekilde yükleme karşılaşılmıştır. Yüksek şarj üreten bir dielektirik malzemeye sahip olan yapay yaprak tabanında Triboelektrik jeneratörü ile yük dağılımı ve enerji dönüşümü süreci gözlemlenmiştir. Bu elektrik enerjisi üzerine yapılan deneyler özellikle yaprakları mekanik olarak güçlü olan Rhododendron bitki türleri arasında gerçekleşmiştir.
Kaynakça;
Betala, R., & Naidu, HK (2022, Nisan). Gelecek İçin Yenilikçi Yeşil Elektrikli Araç Üzerine Bir İnceleme. 2022’de 10. Uluslararası Mühendislik ve Teknolojide Yükselen Trendler Konferansı – Sinyal ve Bilgi İşleme (ICETET-SIP-22) (s. 01-06). IEEE.
Sarkar, B., Ullah, M., & Sarkar, M. (2022). Environmental and economic sustainability through innovative green products by remanufacturing. Journal of Cleaner Production, 332, 129813.