Denizaltı sensörleri, kameraları ve iletişim cihazlarının enerji ihtiyacına yönelik yenilikçi bir çözüm geliştirildi. Bu cihazların çoğu batarya ile çalıştığı için düzenli olarak şarj edilmesi veya enerji takviyesi yapılması gerekiyor. Yeni geliştirilen sistem ise doğrudan deniz altında elektrik üretmeyi hedefliyor.
Deniz suyu ve ışık spektrumu uyumu
Normal güneş panellerinin su altına yerleştirilmesi yeterli olmuyor. Deniz suyu, güneş ışığındaki kırmızı ve kızılötesi dalga boylarını emerek daha derinlere yalnızca mavi ve yeşil ışığın ulaşmasına neden oluyor. Bu nedenle araştırmacılar, su altında kalan ışık spektrumuna uygun, geniş bant aralıklı perovskit güneş hücreleri tasarladı.
Denemeler ve enerji üretimi
Laboratuvar ortamındaki çalışmaların ardından 115 santimetrekarelik modüller, su altı robotlarına entegre edildi. Güney Çin Denizi'nde 2, 6 ve 10 metre derinliklerde gerçekleştirilen testlerde, sistemin her üç seviyede de başarılı bir şekilde elektrik ürettiği gözlemlendi. Özellikle 10 metre derinlikte yapılan iki saatlik denemede 324 miliwatt-saat enerji elde edilerek bir lityum iyon pil şarj edildi. Derinlik arttıkça üretilen enerji miktarında düşüş yaşandı. İki metre derinlikte 1.416 miliwatt-saat, altı metrede 752 miliwatt-saat ve 10 metrede 324 miliwatt-saat elektrik üretildi. Buna rağmen, 10 metrede elde edilen enerji miktarı, denemede kullanılan pili şarj etmeye ve ardından LED lambaları çalıştırmaya yetti.
Teknolojinin dayanıklılığı ve gelecek planları
Araştırmacılar, sistemin dayanıklılığını da laboratuvar ortamında test etti. 10 metre derinlikteki ışık koşullarını taklit eden deneylerde, güneş hücreleri 1.160 saat boyunca belirgin bir performans kaybı sergilemedi. Yapılan hızlandırılmış yaşlandırma testleri sonucunda, sistemin bu koşullar altında yaklaşık 5,5 yıl boyunca kullanılabileceği hesaplandı. Bu teknolojinin, özellikle açık denizlerde kullanılan su altı sensörleri, kameralar, haberleşme sistemleri ve otonom robotlar gibi cihazlarda kullanılması planlanıyor. Bu sayede cihazların yalnızca bataryalarında depolanan enerjiye bağlı kalmadan, görev yaptıkları yerde sürekli enerji üretmeleri mümkün olacak. Araştırmacılar, bir sonraki aşamada güneş hücrelerini 10 metreden daha derin sulara indirerek test etmeyi amaçlıyor. Hedef, deniz altında güneş ışığından elektrik üretilebilecek en yüksek derinliği belirlemek ve teknolojiyi uzun süreli deniz görevleri için daha uygun hale getirmektir.
