Politeknik Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, çeşitli programlama teknikleri kullanarak, ferroelektrik malzeme olan potasyum niyobatın (KNO) aynı zamanda fotokalorik bir etki gösterdiğini buldular. KNO, UV radyasyonuna maruz kaldığında geri dönüşümlü olarak ısıyı emebilme özelliğine sahip olduğu bilinmektedir.
Bu özelliği ve geniş sıcaklık aralığında çalışma kabiliyeti nedeniyle KNO, soğutma cihazlarında potansiyel bir çalışma ortamı olarak öne çıkmaktadır.
Soğutmada Fotokalorik Etki
KNO’nun perovskit kristal yapısı, oksijen iyonlarından oluşan oktahedral bir kafesin niyobyum iyonunu çevrelemesiyle hem ferroelektrik hem de fotokalorik etkiler göstermesini sağlar. Bu yapıda, niyobyum iyonunun kafes içindeki yer değiştirmesi elektriksel polarizasyon (ferroelektrik etki) yaratır.
Araştırmada, UV ışınlarına maruz kalan KNO’nun elektronları iletim bandına taşıma kapasitesine sahip olduğu, bu sırada polar olmayan fazın düşük sıcaklıklarda kararlı hale geldiği keşfedildi.
Yenilikçi Soğutma Teknolojilerinde Fotonla Sıcaklık Değişimi
Yani, KNO UV ışınlarına maruz kaldığında, yüksek sıcaklık fazından ısıyı emme yeteneğine sahip olup düşük sıcaklıkta kararlı bir faza geçiş yapar. Bu, KNO’nun düşük sıcaklıklarda bile ısıyı emebilme yeteneğine sahip olabileceği anlamına gelir.
İzotermal entropi değişimi gibi kalorik etkilerin nicel olarak değerlendirilmesinde faydalı bir ölçüt sunar.
KNO’nun 100 J/KgK değerinde katı hal soğutması için uygun olduğu ve diğer yöntemlerle kıyaslanabilir sonuçlar verdiği belirlenmiştir. KNO’nun fotokalorik etkisinin 200-400 K aralığında genişletilmesi, soğutma teknolojileri için büyük bir avantaj sağlayabilir.
Kaynaklar:
journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.116401
physics.aps.org/articles/v17/s103
Haberi Derleyen: Muhammed Kağan Yılmaz – Çukurova Üniversitesi Otomotiv Mühendisliği
