Enerjide tasarrufun bir yolu da atık ısıdan elektrik üretebilmek olurdu. Atık ısı birçok enerji üretme sürecinde ortaya çıkar. Düşük sıcaklık yani düşük kalitede olduğu için kullanılmaz atılır. Arabalarda egzoz borusundan çıkan ısı kışın arabayı ısıtmak için kullanılmalı ama yazın havaya bırakılır. Kömür, doğalgaz veya nükleer yakıtla çalışan tribünlerde yüksek sıcaklıkta kullanılan ısıl enerji, eğer kışın ısınmak için kullanılmazsa, daha sonra ya döşenen borularla denizleri ırmakları ya da soğutma kulelerinde havayı ısıtır. Birçok endüstriyel tesiste de ortaya çıkan düşük kalitedeki atık ısı, hiçbir yararlı iş yapmadan doğaya salınır.
Termal rejenerasyonlu pil (thermally regenerative battery) adı verilen yeni piller, tekrar fosil yakıt kullanmadan atık ısıyı elektrik enerjisine çevirmekteler. ABD’deki Pennsylvania Üniversitesi’nden araştırmacıların Energy and Environmental Science dergisinin Kasım sayısında yayımladıkları bir makalede ters çalışabilen bir amonyum batarya ile böyle bir geliştirmeyi anlatmaktalar.
Birçok araştırmacı düşük kaliteli atık ısıdan elektrik üretmenin yollarını araştırdılar. Ancak verimli ve sürekli çalışabilir bir yöntem geliştirilemedi. Pennsylvania araştırmacıları termal jenerasyonlu bir amonyum temelli bataryayı bu amaçla modifiye ederek, bakır elektrotlar kullandılar ve anottaki elektrolit sıvısına (anolit) amonyum ekleyerek başarı kazandılar.
Bu batarya katod ucundaki bakır ve anod ucundaki amonyum var oldukça elektrik üretmeyi sürdürüyor. Ancak bakır ve amonyum tükenince elektrik üretimi duruyor. Tekrar üretime geçebilmek için batayanın yeniden şarj edilmesi gerekiyor. İşte atık ısı da bu aşamada devreye giriyor. Atık ısı kullanılarak anolitteki kalıntıdan yeniden amonyum üreterek ilk katod ucuna zerk ediliyor.
İlk kullanımda katod olan uç, şimdi anod görevi görüyor ve bakır da diğer uçta birikmeye başkıyor. Diğer uç şimdi katog olmuş oluyor. Böylece iki uç arasında amonyum aktararak bataryanın anod ile katod uçları sürekli yer değiştiriyor ve elektrik üretimi sürdürülüyor. Bu arada bakır birikimi de azalmadan iki elektrod arasında gidip geliyor.
Araştırmacılar geliştirdikleri termal rejenerasyonlu bakır-amonyum bataryanın düşük maliyetli, verimli ve ölçeklenebilir olduğunu söylemekteler. Atık sıvı ile beslenen sıvı amonyum akımı, ısıl enerjiyi elektrik enerjisine çevirmekte. İstendiğinde bataryadaki kimyasal enerji bağlantılarla elektrik enerjisi olarak kullanılabiliyor.
Şimdilik bu batarya kimyasal enerjiyi %29 verimle elektriğe dönüştürmekte. Araştırmacılar bu rakamın yapılabilecek iyileştirmelerle yükseltilebileceğini söylemekteler. Elde edilen enerji yoğunluğunun metrekarede 60 vat olduğu ve bu rakamın benzer bataryaların 10 katı kadar olduğu ifade edilmekte. Bataryalardan çok sayıda kullanılarak endüstride istenilen güç düzeyinde kullanılma ölçekliğine yükseltilmesi mümkün.
Kaynakça.
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ee/c4ee02824d#!divAbstract
http://www.spacedaily.com/reports/Low_grade_waste_heat_regenerates_ammonia_battery_999.html
