Güneş Pillerine Büyük Veri Yaklaşımı

150 milyon teorik hesaplamadan sonra, ABD'deki Harvard Üniversitesi'nde çalışan bilim adamları, güneş pilleri için daha iyi organik elektronik malzemeler bulmak için deneysel testlerin zamanını ve maliyetini azaltabilecek sonuçları ortaya koydu.

Pek çok güneş pili ucuz anorganik malzemelerden yapılıyor. Organik malzemelerden üretilen güneş pilleri daha ucuz bir alternatif sunuyor ve bilim adamları anorganik parçalar kadar etkili olan tasarımlar üzerinde çalışıyor. Ancak, bilim adamlarının, fikrin bir gelişim olup olmadığına karar verebilmesi için yeni organik güneş pili malzemeleri yapılmalı ve test edilmeli.

 

Harvard Temiz Enerji Projesi (CEP), Alán Aspuru-Guzik tarafından yönetilmekte olup bu süreçte bilgisayarların tahmin edici gücünü kullanıyor. Modern ilaç keşif sürecinde, çok sayıda molekül sanal olarak görüntüleniyor ve biyolojik olarak aktivitesi en yüksek olanları geliştirme ve deneylere kabul ediliyor, Aspuru-Guzik'in grubu 2,3 milyon molekülü inceleyip güneş pilleri için en iyi özelliklere sahip olanları bulmaya çalıştı.

Tek bir bilgisayarın bu hesabı yapması binlerce yıl sürer. Bunun yerine, araştırma grubu World Community Grid isimli, IBM tarafından kurulan bir süper bilgisayar platformunun gücünden faydalandı, bu sistem binlerce gönüllünün kişisel bilgisayarının gücünü kullanıyor.

Sentetik çalışılabilirlik üzerine deneysel çalışmalar yapan grupların tavsiyesi ile 26 adet temel moleküler yapıtaşı seçildi ve bunlar mümkün olan her olasılıkta beş birim oluşturacak şekilde birleştirildi, sonuç olarak 2,3 milyon bileşiğin meydana getirilmesi ve karakterize edilmesi mümkün oldu. Grup bundan sonraki aşamada Scharber Model adı verilen bir teorik model kullandı ve bileşiklerin elektronik özelliklerini değerlendirdi ve potansiyele ilişkin bir karar verdi.

Aspuru-Guzik ve çalışma arkadaşı Johannes Hachmann ortaya çıkan en ümit verici adaylar arasında tartışma yaratanlar olduğunu, ancak daha önce incelenmediklerini söylüyor, örnek olarak silisyum içeren heterohalkalar ve deneysel gruplar tarafından işe yaradığı zaten bilinen molekülleri veriyorlar. En iyi adaylar daha ileri aşamada incelenerek yapıtaşlarında ve tasarım kurallarındaki eğilimlerine bakıldı ve etkili malzemeler üretmeye çalışıldı. Oluşturulan verinin boyutu 400 terabayt ve toplumun serbestçe erişmesinin mümkün olduğu Temiz Enerji Proje Veritabanı'nda saklanıyor.

İsviçre'deki ETH Zurich kurumunda elektronik yapıların teorik kimyası alanında uzman olarak çalışan Markus Reiher, şöyle diyor: “Sonuçlar bir sürü test molekülünü düşünerek elle yapılan girişimin ne kadar büyük olduğunu gösteriyor. Toplanan veri geniş bir referans molekül seti üzerinde kimyasal özelliklerin analiz edilmesi için bir servet değerinde”.

İsviçre'deki Basel Üniversitesi'nde kuantum mekanik kullanarak bileşik tasarımı üzerinde çalışan Anatole von Lilienfeld, çalışmadan etkilendiğini söylüyor. “Bu yaklaşım bol, ancak güçlü molekül elektroniğini topluma sağlamak için çok önemli bir başlangıç adımı olabilir” diyor.

Kaynaklar

J Hachmann et al, Energy Environ. Sci., 2013, DOI: 10.1039/c3ee42756k

http://www.rsc.org/chemistryworld/2013/11/big-data-solar-cells

Çevirenin notu: Organik güneş pili malzemeleri için Avrupa'da çalışan en iyi gruplardan biri de Avusturya/Linz'deki LIOS grubudur (bkz. http://www.lios.at). Grubun lideri, gurur kaynağımız olan Türk fizik-fiziksel kimya profesörü Niyazi Serdar Sarıçiftçi'dir. Konuyla daha ileri aşamada ilgilenen dostlarımızın bu web sitesini de incelemesini öneririm.

+ Yorum bulunmuyor

Yorum yap