Nano Teknolojinin Enerjide Getireceği Yenilikler

ENERJİ TÜRÜ
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Yenilenebilir Enerji:
Güneş Enerjisi: Nano teknolojiyle üretilmiş hücreler(polimerik, boya, kuantum nokta, ince film çoklu jonksiyon, ), anti yansıtma kaplamalar.
Rüzgar Enerjisi:  Daha güçlü ve hafif rotor kanatlarında nano kompozit malzemeler, aşınma  ve yorulmaya karşı koruma,  rulmanlar için kaplamalar.
Jeotermal Enerji:  Delgi aletlerinde yorulmaya karşı dayanıklı nano kaplama ve kompozit malzemeler.
Hidro ve Dalga Enerjisi: Aşınmaya karşı dayanıklı nano kaplamalar.
Biyokütle Enerjisi: Nano tabanlı yüksek verimlikli tarım uygulamaları (nanosensörler, böcek ilacı ve gübre gibi katkıların kontrollü şekilde kullanımı ve depolanması vs..)
Fosil Yakıt Enerjisi:
Petrol ve Doğalgaz çıkarmada kullanılan delgi aletlerinde aşınmayave yorulmaya dayanıklı malzemeler. Gelişmiş üretim tekniklerinde nano parçacıkların kullanımı.
Atom Enerjisi (Nükleer): Radyasyondan korunmada kullanılan ekranlama malzemesi olarak nano kaplamalar, (kişisel teçhizat ve konteynırlarda )

ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ 
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Gaz Türbinleri:
Rotor kanatlarının ısı ve aşınmaya karşı korunması.<(seramik veya metaller arası nano kaplamalar)
Termoelektrik : 
Verimli termoelektrik güç üretiminde kullanılacak nano yapılı bileşikler.  (arayüz dizaynları ve nano çubuklar) (otomobillerde atık ısının kullanımı   ve insan bedenindeki ısının  kişisel elektronik cihazlarda kullanımı)
Yakıt Hücreleri : 
Otomobil ve cep telefonu sektöründe, nano yapıda membran ve elektrotların kullanıldığı  verimli uygulamalar
Hidrojen Üretimi:
Verimli uygulamalarda kullanılacak olan nano katalist ve işlemler. ( fotoelektrik, elektroliz, biyofotonik vs)
Yanmalı Motorlar : 
Motor komponentlerinin aşınma ve yorulmaya karşı korunması. (Nano kompozitler, yakıta ilave edilecek nano parçacıklar. )
Elektrik Motorları:
Elektromotorlarda süper iletken komponentlerde kullanılacak nanokompozit malzemeler,

ENERJİ DAĞITIMI 
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Güç İletimi:
Yüksek Gerilimle  İletim: 
Elektriksel izolasyon sistemlerinde nanodolgular.  Etkin akım dönüştürmede kullanılacak yumuşak manyetik nano malzemeler.
Süper İletkenler:
Daha az kayıplı güç iletimi için tasarlanmış nanoölçekli arayüzlere dayanarak optimize edilmiş yükses sıcaklık süper iletkenleri.
Karbon Nano Tüp Esaslı Güç Hatları:
Karbon nanotüp esaslı süper iletkenlerle güç iletimi ,
Kablosuz Güç İletimi: 
Nano ölçekte optimize edilmiş komponentler kullanılarak yapılan ,  lazer , mikrodalga, elektromanyetik rezonans tekniklerini esas alan güç iletimi
Akıllı Şebekeler:
Çok dağınık durumdaki güç girişlerini etkin şekilde yönetebilecek akıllı ve esnek sistemlerde görev alacak Nanosensörler (örnek: manyetorezistif )
Isı Transferi: 
Nano ölçekte iyileştirilmiş ısı eşanjör ve iletkenleri ile  ısı akışının  etkin şekilde kontrolü 

ENERJİ DEPOLAMA
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Elektrik Enerjisi :
Piller:  
Nano ölçekte yapılandırılmış elektrotları ve esnek seramik  ayırma folyoları ile optimize edilmiş lityum iyon bataryaları.  Uygulama sahası olarak: taşınabilir elektronik ürünlerde, otomobillerde, güç şebekelerinin esnek yük yönetim sistemlerinde, 
Süper Kondansatörler:
Elektrotlarda kullanılacak nano malzemeler(karbon aerojeller , karbon nanotüpler,  metaloksitler ) ve daha yüksek enerji yoğunluğuna sahip elektrolitler. 
Kimyasal Enerji 
Hidrojen:
Taşınabilir elektronik ürünlerde veya otomobillerdeki  mikro yakıt hücrelerinde görev alacak nanogözenekli malzemeler(organometaller, metalhidritler )

Şarj Şekillerine Göre Akü Tipleri

Aküler genel olarak bu anlamda iki tiptir.

1- Sabit Akım İle Şarj Edilenler

2- Sabit Gerilim İle Şarj Edilenler 

Şimdi kısaca bahsedelim:

1- Sabit Akım İle Şarj Edilenler

Bu tip bataryalar sabit büyüklükteki bir akım altında şarj olurlar. Batarya hücrelerinin uçlarındaki gerilim seviyesi sadece  yük akımına ve şarj durumuna göre değişkenlik gösterir. Bu ikisi dışında bu değere tesir eden farklı bir parametre bulunmamaktadır.  Bu tipteki bataryalara örnek olarak NiCd (Nikel Kadmiyum) ,NiMH(Nikel Metal Hidrit) verilebilir.

Düşük şarj (yük) akımlarında daha doğrusu normal şarj halinde bu bataryaların hücreleri aşırı yüklenme tehlikesine maruz kalmazlar. Yüksek şarj akımı ile yüklenme durumunda yani hızlı şarj altında  gerilim seviyesi belirli bir seviyeye ulaşıldığında aşırı şarj oluşmasını önleyebilmek için bataryalar hemen devreden çıkarılırlar.

Bataryalarda Sabit Akım ile Sabit Gerilim Altında Şarj Eğrileri (Kolaylık Sağlaması İçin Tek Grafikte Verilmiştir. )

2- Sabit Gerilim İle Şarj Edilenler 

Sabit büyüklükte bir gerilim altında şarj edilen bataryalardır. Yük durumundan bağımsız olarak sabit gerilim altında değişken akımlar ile şarj olmaktadırlar.  Bu tip akülere örnek olarak Lityum bataryalar ile  otomobillerde tercih edilen kurşun esaslı  bataryalar verilebilir.

Boş bataryalarda yük akımı çok yüksektir. Dolu bataryalarda ise neredeyse sıfırdır. Böylece normal yüklenmede aşırı yüklenme gibi bir durum mümkün değildir.  Biraz daha yüksek bir gerilim kullanarak daha hızlı şarja imkan veren şarj cihazları kullanılabilmektedir.  Gerilim belirli bir seviyeye ulaştığında yine batarya otomatik olarak devreden çıkarılmaktadır.

Dinamik RAM'ler

Basitçe Dinamik RAM

Bilindiği gibi iki tür bellek söz konusudur. Bunlardan biri olan Dinamik RAM’lerde veri kondansatörlerde tutulur. Üstteki şekilde basitleştirilmiş bir dinamik RAM hücresi görülmektedir. Dinamik RAM modüllerinde bu hücrelerden milyonlarca bulunmaktadır. Sütun yani Algılama ve Satır yani denetleme hatları lojik 1 e çekildiğinde mosfet iletime geçere kondansatörü doldurur. Bu hatlar sonrasında lojik sıfıra çekildiğinde ise mosfet açma yaparak kondansatörün yükünü koruması sağlanır. Bu şekilde bilgi 1 bit olarak depolanmış olur. Bu işlemler için sadece bir mosfet ve kondansatör yeterli olduğundan, dinamik RAM’ler üzerinde statik RAM’ler ile kıyaslandığında birim alan üzerinde daha fazla hücre yerleştirilebilmektedir. 

Bu tip RAM’lerin zayıf noktası, her birkaç milisaniyede bir kondansatör üzerindeki yükün yenilenmesi/tazelenmesi gerekiyor olmasıdır. Bu durum, fazladan donanım gerektireceğinden sistem tasarımını karmaşıklaştırmaktadır. 

Bu hücrelerde mosfet bir anahtar görevi görmektedir. Devre aslında üç adet üç durumlu buffer ihtiva etmektedir. Giriş bufferi,çıkış bufferi, ve son olarak yenileme/tazeleme bufferi. Giriş ve çıkış bufferleri Okuma /Yazma (R/W )hattıyla kontrol edilir(etkin, devre dışı halleri) Okuma/Yazma hattı (R/W) lojik sıfır iken giriş bufferi etkin, çıkış bufferi devre dışıdır. Yükseğe çekildiğinde ise tam tersidir.

(Lojik Devre Elemanlarıyla Beraber Gösterilen )Dinamik RAM'ler