Gelişmekte olan ülkelerde gelirler artmaya devam ettikçe, klimalara olan talebin 2050 yılına kadar üç katına çıkması bekleniyor. Bu artış, halihazırda önemli bir sera gazı emisyonu kaynağı olan klima kullanımını katlayacaktır: Klima şu anda dünya genelindeki binalarda elektrik kullanımının neredeyse yüzde 20’sinden sorumlu.
Şimdi Transaera adlı startup, evleri soğutmak için daha güvenli soğutucu akışkanlar kullanan daha verimli bir klima ile bu enerji ihtiyacını azaltmaya çalışıyor. Şirket, makinesinin geleneksel klimaların iklim üzerindeki etkisinin beşte birine sahip olabileceğine inanıyor.
Transaera baş mühendisi Ross Bonner SM ’20, “Klima ile ilgili temel teknoloji 100 yıl önce icat edildiğinden bu yana pek değişmedi,” diyor.
Transaera’nın küçük ekibi başarılı olursa bu durum değişecek. Şirket şu anda klimanın yeniden tasarlanmasına yönelik küresel bir yarışmada finalist. Global Cooling Prize adlı yarışmanın kazananı, makinelerini ticarileştirmek için 1 milyon dolar alacak.
Transaera’nın tasarımının merkezinde, makine çalışırken havadaki nemi pasif olarak çeken metal organik çerçeveler veya MOF’lar olarak adlandırılan oldukça gözenekli bir malzeme sınıfı yer alıyor. MIT Kimya Bölümü’nde W.M. Keck Enerji Profesörü olan kurucu ortak Mircea Dincă, MOF’lar üzerine öncü araştırmalar yapmıştır ve şirketin ekip üyeleri, malzemelerin ticari ilerlemesini misyonlarının önemli bir parçası olarak görmektedir.
Bonner, “MOF’ların pek çok potansiyel uygulaması var, ancak onları geride tutan şey birim ekonomisi ve ölçekte uygun maliyetli bir şekilde yapılamaması” diyor. “Transaera’nın yapmayı amaçladığı şey, MOF’ları büyük ölçekte ticarileştiren ilk şirket olmak ve MOF’ları kamusal alana taşıyan atılıma öncülük etmektir.”
Dincă’nın kurucu ortakları, aynı zamanda MIT D-Lab’de öğretim görevlisi olan Transaera CEO’su Sorin Grama SM ’07 ve Grama ile daha önceki bir girişimde birlikte çalışmış bir makine mühendisi olan CTO Matt Dorson.
“Devrim niteliğinde bir şey yaratma fikri beni teşvik ediyor,” diyor Grama. “Bu yeni cihazları tasarladık, ama aynı zamanda Mircea ve işbirlikçilerimizle birlikte bu malzeme bilgisini de getiriyoruz ve gerçekten yeni ve farklı bir şey yaratmak için ikisini harmanlıyoruz.”
Bir fırsat malzemesi
MOF’ların ilgi çekici özellikleri, geniş iç yüzey alanlarından ve içlerinden geçen küçük odacıkların boyutunu hassas bir şekilde ayarlayabilmelerinden kaynaklanmaktadır. Dincă daha önce havadaki su moleküllerini hapsedecek kadar büyük odacıkları olan MOF’lar geliştirmişti. Onları “steroidli süngerler” olarak tanımladı.
Grama malzemeyi soğutma için kullanmayı düşünmeye başladı, ancak kısa süre sonra başka bir uygulama kendini gösterdi. Çoğu insan klimaların sadece bir alandaki havayı soğuttuğunu düşünür, ancak soğuttukları havayı da kuruturlar. Geleneksel makineler buharlaştırıcı adı verilen bir şey kullanır, yoğuşma yoluyla havadan suyu çekmek için soğuk bir bobin. Nemi toplayabilmek için soğuk serpantinin odada istenen sıcaklıktan çok daha soğuk olması gerekir. Dorson, havadaki nemi çekmenin geleneksel klimalar tarafından kullanılan elektriğin yaklaşık yarısını aldığını söylüyor.
Transaera’nın MOF’ları, hava sisteme girerken nemi pasif olarak toplar. Makinenin atık ısısı daha sonra MOF malzemesini sürekli yeniden kullanım için kurutmak üzere kullanılıyor.
Covid-19 dünyanın dört bir yanındaki ülkeleri kasıp kavurmaya başladığında, Soğutma Ödülü’nün Hindistan’daki denemelerinin uzaktan yürütülmesine karar verildi. Kurucu ortakların kısıtlamalar nedeniyle Somerville’deki laboratuvarlarına erişimleri yoktu ve prototipleri tamamlamak için kendi aletlerini ve garajlarını kullanıyorlardı. Prototiplerini gönderdikten sonra Transaera, saha denemeleri için canlı bir video yayını aracılığıyla Ödül organizatörlerinin bunları kurmasına yardımcı olmak zorunda kaldı. Ekip, sonuçların Transaera’nın yaklaşımını doğruladığını ve sistemin temel ünitelerden önemli ölçüde daha düşük bir iklim etkisine sahip olduğunu gösterdiğini söylüyor.
Transaera’nın sistemi ayrıca R-32 olarak bilinen ve ozon tüketme potansiyeli (ODP) sıfır olan ve küresel ısınma potansiyeli yaygın olarak kullanılan diğer bir soğutucu akışkandan yaklaşık üç kat daha düşük olan bir soğutucu akışkan kullandı.
Bu dönüm noktası Transaera’nın küçük ekibini bir şeylerin peşinde olduklarına daha da ikna etti.
Dorson, “Bu iklimlendirme sorununun insanların yaşam kalitesi üzerinde gerçek ve maddi bir etkisi olabilir” diyor.
Bir alanı ileriye taşımak
Grama, “MOF’lar sadece iklimlendirmede değil, su hasadı, enerji depolama ve süper kapasitörlerde de her türlü devrimci cihaz için pek çok olasılık sunuyor” diyor. “Geliştirdiğimiz bu bilgi, ileride pek çok başka uygulamaya da uygulanabilir ve ben bu alanda öncülük ettiğimizi ve teknolojinin sınırlarını zorladığımızı hissediyorum.”
Dorson, “Dünyanın sıcak ve nemli tropik bölgelerine baktığınızda, büyüyen bir orta sınıf olduğu ve satın almak isteyecekleri ilk şeylerden birinin bir klima olduğu açık” diyor. “Daha verimli klima sistemleri geliştirmek, insanların sağlığı ve gezegenimizin çevresi için kritik önem taşıyor.”
Kaynak: MIT News
