yeniden-yapilandirilmis-aluminyum-dunyadaki-bakir-talebini-karsilamaya-yardimci-olabilirmi

Dünya elektrikli araçlara ve yenilenebilir enerjiye yönelirken, alüminyuma yapılan moleküler değişiklikler iletkenliğini iyileştirerek bakırın yerini almasını sağlayabilir mi?

Elektrik teli, dünyanın her yerinde kullanılan yaygın bir teknoloji. Cihazlarımızın içinde, duvarlarımızda, sokaklarımızda milyonlarca ton ince metalik iplik dünyaya enerji taşıma görevini üstleniyor.

Ancak çalışma aksanları o kadar doğal ki, kulağa ilk gelişte büyük bir teknolojiymiş gibi hissettirmiyor. Teller elektronları hareket ettiriyor, çünkü elektrik tellerine bir akım verildiğinde metaller böyle davranırlar; iletirler. Yine de her zaman daha iyisi yapılabilir.

aluminyum-folyo

Metaller elektriği iletir çünkü belirli atomlara bağlı olmayan serbest elektronlar içerirler. Ne kadar çok elektron ne kadar çok hızla akarsa metal o kadar iyi iletken olur.

Bu nedenle bir elektrik santralinde üretilen veya bir pil içinde depolanan enerjiyi korumak için çok önemli olan bu iletkenliği geliştirmek üzere malzeme bilimciler daha mükemmel atomik düzenlemelerin peşindeler.

Başlıca amaçları ise saflık. Yani akışı bozan yabancı madde parçalarını veya kusurları gidermek. Çünkü bir parça bakır tel ne kadar bakırsa, o kadar iyi iletkendir.

Pacific Nortwest Ulusal Laboratuvarı’nda malzeme bilimcisi olan Keerti Kappagantula, “Gerçekten yüksek düzeyde iletken bir malzeme istiyorsanız saflığı ön planda tutmanız gerekir” diyor.

Bu sebeple aslında çalışmalarını tezat bulan Kappagantula, amaçlarının metalleri daha az saf hale getirerek daha iletken olmalarını sağlamak olduğunu açıklıyor.

Alüminyum gibi bir metale grafen veya karbon nanotüpler gibi katkı maddeleri ekleyerek bir alaşım üretmeye çalıştıklarını aktaran malzeme bilimci, bu sağlanırsa ekstra malzemenin beklenmedik bir etkisi olabileceğini; metalin teorik iletkenlik sınırını aşabileceğini aktarıyor.

dunya-daha-yesil-enerjiye-gecerken-bakir-kaynaklari-bulmak-zorlasti

Bu durumda amaç, elektrik cihazlarda bakır ile rekabet edebilecek alüminyum yaratmak. Çünkü alüminyumun bazı faydaları var. Örneğin bakırdan çok daha hafif ve Dünya’nın kabuğunda en bol bulunan metallerden biridir. Fiziksel olarak bakırdan bin kat daha fazla ve bakırdan çok daha ucuz. Üstelik kazılması daha kolay.

Dünya daha yeşil bir enerjiye geçerken, bakır kaynakları bulmak zorlaşmaya başladı. Kablolama ve motorlarda uzun süredir bulunmasına rağmen, bakıra olan talep günden güne artıyor.

Elektrikli bir araç, geleneksel bir otomobilden yaklaşık dört kat daha fazla bakır kullanımı ihtiyacı doğuruyor. Buna ek olarak yenilenebilir enerji santrallerinin elektrik bileşenleri ve bunları şebekeye bağlayan teller için daha da fazla bakıra ihtiyaç duyulması bekleniyor.

elektrikli-bir-arac-normal-bir-otomobilden-uc-kat-daha-bakir-kullaniyor

Enerji odaklı bir araştırma firması olan Wood Mackenzie’deki analistler, açık deniz rüzgar çiftliklerinin 10 yıl boyunca çoğunlukla jeneratörlerdeki devasa kablo sistemi ve türbinleri ürettiği elektronları kıyıya taşımak için 5.5 megaton metal talep edeceklerini tahmin ediyor.  Son yıllarda artan bakır fiyatları ve metalde giderek artan düşüş nedeniyle analistler alüminyumu “yeni bir petrol” olarak adlandırıyor.

Bazı şirketler, ellerinden geldiğince alüminyum malzemesine geçiş yapıyorlar. Son yıllarda klimalardan araba parçalarına kadar her şeyin bileşenlerinde milyarca dolarlık bir değişim yaşandığı görülüyor.

Yüksek voltajlı elektrik hatlarında zaten alüminyum teller kullanılıyordu. Çünkü hem daha ucuz hem de daha hafif olan alüminyum, hatların daha uzun mesafelerde gerilmelerini sağlıyor. Kullanılan alüminyumun ise tipik olarak en saf ve son derece iletken formu olarak biliniyor.

Bakır pazarlarında baş analist olarak bilinen Jonathan Barnes, “En uygun uygulamalar için zaten yapılmış olduğundan bakır ile alüminyumun takası son zamanlarda yavaşladı. Daha geniş bir dizi elektrik uygulamasında kullanım için iletkenlik çok önemli. Bu yüzden Kappagantula gibi malzeme bilimciler metali yeniden yapılandırmaya çalışıyorlar” açıklamalarında bulundu.

Her açıdan bakırın yerini tutan alüminyumları laboratuvarlardan çıkarmak uzun bir süreç alacak gibi görünüyor. Malzeme bilimcilerin ilk adımı, yeni alaşımlardan önce birkaç inç ardından birkaç metre uzunluğunda elektrik telleri üretmek olmuştu.

Daha sonra, sadece daha iletken değil, aynı zamanda endüstriyel amaçlar için faydalı olacak kadar güçlü ve esnek alüminyum teller ürettiklerinden emin olmak için bir dizi testten geçirilebilecek çubuklar ve levhalar oluşturacaklarını açıklıyorlar. Eğer alüminyum testler bu testleri geçerlerse, daha büyük hacimler alaşım üretmek için üreticilerle birlikte çalışılacak.

Öte yandan malzeme bilimcisi Kappagantula için tüm bu alüminyum üretim sürecini yeniden icat etmek zahmete değer. Kappagantula; “Çok fazla bakıra ihtiyacımız var ve hızla kıtlık yaşayacağız. Bu araştırma bize doğru yolda olduğumuzu söylüyor.” açıklamalarında bulundu.

Ne dersiniz? Gelecekte alüminyum teller, bakır fiyatlarının hızla artmasının ve yeryüzündeki bakır stoklarının giderek azalmasının önüne geçebilir mi?