YouTube

Got a YouTube account?

New: enable viewer-created translations and captions on your YouTube channel!

Turkish subtitles

← Uzayın soğukluğunu yenilenebilir bir kaynağa nasıl dönüştürebiliriz?

Get Embed Code
22 Languages

Showing Revision 26 created 06/25/2018 by Meric Aydonat.

  1. Büyürken her yaz,
  2. yaşadığım yer olan Kanada'dan
    büyüklerimi ziyaret etmek için
  3. Mumbai, Hindistan'a uçardım.
  4. Şimdi, yazları Kanada havası
    oldukça ılımandır,
  5. 22 santigrat derece ya da 72 fahrenheit,
  6. tipik bir yaz günüdür
    ve fazla sıcak da değildir.
  7. Diğer yandan, Mumbai sıcak ve nemlidir.
  8. 30 santigrat derece ya da
    90 fahrenheit civarı.
  9. Varır varmaz şunu sorardım;
  10. bu havada insan nasıl yaşayabilir,
    çalışabilir ya da uyuyabilir ki?
  11. İşin daha da kötüsü,
    büyükannemlerin kliması yoktu.
  12. Ne kadar denersem deneyeyim,
  13. onları asla bir klima
    almaya ikna edemedim.
  14. Ama bu değişiyor
    ve üstelik hızlı bir şekilde.
  15. Soğutma sistemleri,
    günümüzde harcadığımız elektriğin

  16. %17'lik kısmına denk geliyor.
  17. Bu yaz tatillerimde umutsuzca istediğim
  18. klimaların hepsini içeriyor,
  19. yiyeceklerimizi soğuk ve güvenli
    tutan soğutuculardan
  20. süpermarketlerimizden
  21. veri merkezlerimizi çalışır hâlde tutan
    endüstriyel ölçekli sistemlere.
  22. Bu sistemler, küresel sera gazı
    emisyonunun
  23. %8'lik kısmını oluşturuyor.
  24. Ama benim uykularımı kaçıran şey

  25. soğutma için kullandığımız enerjinin
    2050 yılında altı katına çıkması,
  26. öncelikli olarak da Asya ve Afrika'da
    kullanımın artmasıyla.
  27. İlk elden gördüm.
  28. Büyükannemlerin evinin civarında
  29. neredeyse her evde soğutma sistemi var.
  30. Ve empati yapacak olursak
  31. sıcak iklimlerde yaşayan
    insanların sağlığı,
  32. refahı ve verimliliği için
    iyi bir şey.
  33. İklim değişikliğiyle ilgili
    en endişe verici şey;
  34. gezegenimiz ısındıkça
  35. daha fazla soğutma sistemine
    ihtiyaç duymamız--
  36. kendileri de büyük sera gazı emisyonları
    yayan sistemler.
  37. Bu, soğutma sistemlerinin tek başına
    bu yüzyılın en büyük
  38. sera gazı kaynaklarımızdan
  39. biri olabileceği
    bir dönüt döngüsüne
  40. neden olma potansiyeline sahiptir.
  41. En kötü senaryoda,
  42. her yıl 10 trilyon kilovat saatten fazla
    elektrik ihtiyacımız olabilir,
  43. üstelik bu 2100 yılında
    sadece soğutma için gerekli.
  44. Bu şu anki elektrik arzımızın yarısı.
  45. Sadece soğutma için.
  46. Ama bu aynı zamanda bize
    çok önemli bir fırsatı da gösteriyor.
  47. Her soğutma sisteminin verimliliğindeki,
    %10-20'lik iyileştirme,
  48. sera gazı emisyonunda
    oldukça büyük bir etki yaratabilir,
  49. bu hem bugün hem de
    gelecek yüzyıllar için geçerli.
  50. Ve bu en kötü durum geri bildirimini
    engellememize yardımcı olabilir.
  51. Işık ve ısıya fazla kafa yoran
    bir bilim adamıyım.

  52. Özellikle, bir zamanlar
    imkânsız olarak düşündüğümüz şekillerde,
  53. yeni materyallerin doğanın
  54. bu temel unsurlarını değiştirmemize
    nasıl izin verdiğiyle ilgili.
  55. Yaz tatilimde soğutmanın değerini anlarken
  56. bir yandan da aslında
  57. bu problem üzerinde çalışıyordum,
  58. çünkü altı yıl önce bir bulmacayla
    karşılaştım.
  59. Eski zamanlarda insanlar çöl ikliminde
    nasıl buz yapabiliyordu?
  60. Bu bir buz deposunun fotoğrafı,
    İran'ın güneybatısından.
  61. Yakhchal olarak da adlandırılır
  62. İran boyunca, bu tür yapıların
    düzinelerce kalıntıları var.
  63. Üstelik Ortadoğu'nun geri kalanında
    ve Çin'e kadar tüm yollarda
  64. benzer kalıntılar var.
  65. Yüzyıllar önce bu buz deposunu
    yapan insanlar,

  66. solda gördüğünüz havuza
  67. günün erken saatlerinde su taşırdı.
  68. Daha sonra inanılmaz bir şey oldu.
  69. Hava donma derecesinden yüksek olsa da
  70. örneğin 5 santigrat derece ya da
    41 fahrenheit,
  71. su donardı.
  72. Oluşan buz sabahın erken
    saatlerinde toplanıp,
  73. sağda gördüğünüz binada
    kullanılmak üzere saklanır
  74. ve bu tüm yaz ayı boyunca yapılır.
  75. Hava sıcaklığının
    çok yüksek olduğu durumlarda bile,
  76. açık bir gecede zeminde
    donu fark ettiyseniz,
  77. çok benzer bir şey görmüşsünüzdür.
  78. Ama bekleyin.
  79. Hava donma derecesinin üzerindeyse
    su nasıl dondu?
  80. Buharlaşma bir etken olabilir
  81. ama bu suyun buza dönüşmesi
    için yeterli değil.
  82. Bunu başka bir şey soğutmuş olmalı.
  83. Pencere pervazında soğumaya bırakılmış
    bir turta düşünün.

  84. Soğuyabilmesi için, ısısının daha serin
    bir yere akması gerekir.
  85. Yani onu çevreleyen havanın.
  86. İnanılması güç gibi gelse de
  87. bu su havuzu için ısı aslında,
    uzayın soğukluğuna akıyor.
  88. Bu nasıl mümkün olabilir?

  89. Bu su havuzu
    çoğu doğal materyal gibi
  90. ısısını ışık olarak yayar.
  91. Bu termal radyasyon olarak bilinir.
  92. Aslında hepimiz ısımızı birbirimize
    ve etrafımıza kızıl ötesi ışın olarak
  93. gönderiyoruz.
  94. Aslında termal kameralarla
    bunu gözlemliyoruz
  95. ve şu an size gösterdiklerim gibi
    fotoğraflar elde ediyoruz.
  96. Yani bu su havuzu ısısını
  97. atmosfere doğru gönderiyor.
  98. Atmosfer ve içindeki moleküller
  99. bu ısının bir kısmını emiyor ve
    geri gönderiyor.
  100. İklim değişikliğinden sorumlu
    sera gazının sebebi de bu.
  101. Ama anlamamız gereken esas şey şu:

  102. Atmosferimiz, bu ısının hepsini emmiyor.
  103. Eğer yapsaydı, çok daha sıcak bir
    gezegenimiz olurdu.
  104. Bazı dalga boylarında,
  105. özellikle 8 ve 13 mikron arası,
  106. atmosferimiz iletim penceresi
    görevi görür.
  107. Bu pencere ısının bir bölümünün
    kızılötesi olarak
  108. havuzun ısısından taşınmasını sağlar.
  109. Ve çok daha soğuk bir yere taşınır.
  110. Bu üst atmosferin soğuğu ve
  111. eksi 270 santigrat derece
  112. veya eksi 454 derece Fahrenheit
  113. kadar soğuk olabilen dış uzaya kadar.
  114. Yani bu havuz gökyüzünün
    yere geri gönderdiğinden
  115. daha fazla ısıyı gökyüzüne gönderiyor.
  116. Ve işte bu yüzden,
  117. havuz çevrenin sıcaklığı altında
    soğumaktadır.
  118. Bu etki gece serinliği ya da
  119. radyasyonel soğuma olarak bilinir.
  120. Ve bu iklim bilimciler
    ve meteorolojistler
  121. tarafından doğal bir fenomen olarak
    kabul görür.
  122. Tüm bunlarla karşılaştığımda,

  123. Stanford'daki doktoramın sonlarına
    yaklaşmıştım.
  124. Ve bir soğutma metodu olarak basitliği
    karşısında hayrete düşmüş
  125. ve oldukça şaşırmıştım.
  126. Peki bizler neden bundan yararlanmıyoruz?
  127. Bilim insanları ve mühendisler,
    bu fikri geçtiğimiz
  128. on yılda inceledi.
  129. Ama son bir büyük problem ortaya çıkmış.
  130. Buna gökyüzü soğutması adının verilmesinin
    bir nedeni var.
  131. Peki neden?
  132. Güneş denilen küçük bir şey.
  133. Soğutmayı yapan yüzeyin
  134. gökyüzüne dönük olması gerekir.
  135. Ve günün ortasında
  136. soğuk bir şeyi en çok istediğimiz zamanda,
  137. maalesef, bu güneşe bakacaksınız demektir.
  138. Ve güneş çoğu materyali bu soğutma
  139. etkisini kaybedecek şekilde ısıtır.
  140. İş arkadaşlarım ve ben
    zamanımızın çoğunu

  141. materyalleri çok küçük ölçeklerde
    nasıl boyutlandıracağımız
  142. ve ışığın dalga boyundan
    daha küçük
  143. ışık-uzunluk ölçekleriyle
    yeni ve kullanışlı şeyler
  144. yapacağımız üzerinde
    düşünerek geçiriyoruz.
  145. Bu alandaki bilgileri kullanarak
  146. nanofotonik bilimi ya da
    metamateryal araştırması olarak bilinir,
  147. bunu gün içerisinde kullanmanın
    bir yolu olabileceğini
  148. ilk defa keşfettik.
  149. Bunu yapmak için
    burada mikroskobik görüntüsü olan

  150. çok katlı bir optik materyal tasarladım.
  151. Bu insan saçından 40 kat daha ince.
  152. Ve aynı anda iki şeyi yapabilir.
  153. İlk, ısıyı atmosferimizin göndermeye
  154. izin verdiği en iyi yere gönderir.
  155. Uzaya bir pencere hedefledik.
  156. İkincisiyse, güneşten ısı alır.
  157. Güneş ışığını yansıtmak için
    çok iyi bir aracı.
  158. Bunu ilk test ettiğimde size
    burada gösterdiğim gibi
  159. Stanford'da çatı katındaydım.
  160. Cihazı bir süreliğine bıraktım
  161. ve birkaç dakika ona doğru
    yürüdükten sonra
  162. birkaç saniye içinde
    çalıştığını biliyordum.
  163. Peki nasıl?
  164. Dokundum ve soğuğu hissettim.
  165. (Alkışlar)

  166. Bunun ne kadar tuhaf ve mantıksız
    olduğunu anlamanız için şuna bakın,

  167. bu ve bunun gibi materyaller
  168. gölgeden alındıklarında daha da soğur
  169. hatta güneş ışığına maruz kalsalar bile.
  170. Size ilk deneylerimizden
    bir veri gösteriyorum,
  171. burada materyal 5 dereceden fazla
    bir ısıya maruz kalıyor
  172. ya da hava sıcaklığından
    9 fahrenheit daha soğuk
  173. ve güneş ışığı üzerine vuruyor.
  174. Bu materyali yapmak için kullandığımız
    üretim metodu,
  175. büyük hacimli ölçeklerde hâlihazırda var.
  176. Oldukça heyecanlıydım,
  177. sadece çok havalı bir şey
    yaptığımız için değil
  178. aynı zamanda gerçek ve işe yarar bir şey
    yapma fırsatı da elde etmiştik.
  179. Bu beni bir sonraki
    büyük soruya götürdü.
  180. Bu fikirle nasıl enerji tasarrufu yaparız?

  181. Bu teknolojiyle
    enerji tasarrufu yapmanın en direkt
  182. yolunun bugünkü havalandırma
  183. ve soğutma sistemlerinin
    etkinliğini artırmak olduğuna inanıyoruz.
  184. Bunu yapmak için
    burada gördüğünüz gibi
  185. sıvı soğutma panelleri yaptık.
  186. Bu paneller güneş enerjili su ısıtıcısına
    benzer şekilde
  187. ama işlevleri tam tersi,
    suyu soğutmak için varlar,
  188. bunu da bizim özel materyalimizle
    yapıyorlar.
  189. Bu paneller her soğutma sisteminde bulunan
  190. kondansatör ile birleştirilip
  191. sistemin altında yatan
    verimliliği artırabilir.
  192. Bizim başlangıcımız, SkyCool Sistemleri
  193. burada gösterdiğim Kaliforniya, Davis'de
    saha denemelerini tamamladı.
  194. Bunu kanıtlayarak
  195. gerçekten de bu soğutma sisteminin
    verimliliğini
  196. %12 kadar geliştirebileceğimizi
    gösterdik.
  197. Gelecek 1 ya da 2 yıl boyunca,

  198. ilk ticari ölçekli denemelerini
    hem iklimlendirme
  199. hem de soğutma alanında
    görmeyi heyecanla bekliyorum.
  200. Gelecekte, bu tip panelleri
  201. daha verimli soğutma sistemleriyle
    birleştirerek
  202. enerji tüketimini
    üçte iki oranında azaltabiliriz.
  203. Sonuç olarak, elektrik gerektirmeyen
  204. bir soğutma sistemi inşa edebiliriz.
  205. Bunun için ilk adım olarak,
  206. Stanford'daki arkadaşlarım ve ben
  207. daha iyi bir müdendislikle
  208. eksi 42 santigrat dereceden
    fazlasında bunu
  209. yapabileceğimizi gösterdik.
  210. Teşekkürler.

  211. (Alkışlar)

  212. Şunu bir hayal edin...

  213. Sıcak bir yaz gününde
    donma derecesinin altında bir şey.
  214. Soğutma için yapabileceğimiz şeylerle
    ilgili çok heyecanlıyım
  215. ve hâlâ yapılması gereken çok şey
    olduğunu düşünüyorum,
  216. bir bilim insanı olarak, bu çalışmanın
    öne çıkardığına inandığım
  217. büyük bir fırsata yöneldim.
  218. Uzayın soğuk karanlığını kullanarak
  219. dünyada her enerji bağımlı sürecin
  220. verimliliğini artırabiliriz.
  221. Vurgulamak istediğim süreçlerden
    birisi güneş pilleri.
  222. Güneşin altında ısınıyor
  223. ve ne kadar ısınırlarsa
    o kadar verimsiz hâle geliyorlar.
  224. 2015'de, bir güneş pilinin üzerindeki
    mikroyapı çeşitleri
  225. üzerinde yaptığımız çalışmalarda
  226. bir güneş pilini daha düşük sıcaklıkta
    tutmak için
  227. bu soğutma etkisinden
    daha iyi yararlanabileceğimizi gösterdik.
  228. Bu, pilin daha verimli çalışmasını
    sağlıyor.
  229. Bu tür fırsatları daha fazla irdeliyoruz.
  230. Su muhafazası için
    uzayın soğukluğunu
  231. kullanıp kullanamayacağımızı sorguluyoruz.
  232. Ya da şebekeden
    bağımsız senaryolar için.
  233. Belki de bu soğuğu
    güç üretmek için bile kullanabiliriz.
  234. Dünya ile uzaydaki soğuk arasında
  235. büyük bir sıcaklık farkı var.
  236. Bu farklılık, kavramsal olarak,
  237. elektrik üretmek için
    ısı makinesi denilen
  238. bir şeyi kullanmayı sağlayabilir.
  239. Güneş pilleri çalışmadığı zaman
  240. işe yarar miktarda elektrik üreten
    gece çalışan
  241. bir enerji üretim cihazı
    yapabilir miyiz?
  242. Karanlıktan ışık elde edebilir miyiz?
  243. Bu yeteneğin merkezinde

  244. etrafımızı saran termal radyasyonu
    kontrol edebilmek yatıyor.
  245. Sürekli kızılötesi ışığa maruz kalırız;
  246. bunu kendi lehimize çevirebilirsek
  247. her gün etrafımıza sızan ısı
    ve enerjinin
  248. akışını derinden değiştirebilirdik.
  249. Bu yetenek, uzayın soğuk karanlığıyla
    birleştiğinde,
  250. bize geleceği gösteriyor;
  251. bir medeniyet olarak termal ayak izimizi
  252. büyük ölçüde daha iyi yönetebiliriz.
  253. İklim değişikliğine karşı koyarken,


  254. Alet takımımızda bu yeteneğin olmasının
    ne kadar
  255. önemli olduğunu
    ispatlayacağına inanıyorum.
  256. Bir dahaki sefere sokakta yürürken
  257. evet, güneşin yeryüzünde yaşam için
    nasıl gerekli olduğuna hayret edin,

  258. ama unutmayın, gökyüzünün de
    bize sunabileceği bir şey var.
  259. Teşekkürler.

  260. (Alkışlar)