Οι επιστήμονες αναπτύσσουν υγρό καύσιμο που μπορεί να αποθηκεύσει την ενέργεια του ήλιου έως και 18 χρόνια
Η ηλιακή βιομηχανία έχει υποχωρήσει σε αυτό το κλάδο για λίγο, αλλά μόνο κατά το παρελθόν έτος, μια σειρά τεσσάρων άρθρων έχει οδηγήσει σε μια ενδιαφέρουσα νέα λύση.
Οι επιστήμονες στη Σουηδία έχουν αναπτύξει ένα εξειδικευμένο υγρό, που ονομάζεται ηλιακό θερμικό καύσιμο, το οποίο μπορεί να αποθηκεύσει ενέργεια από τον ήλιο για πάνω από μια δεκαετία.
“Ένα ηλιακό θερμικό καύσιμο είναι σαν μια επαναφορτιζόμενη μπαταρία, αλλά αντί του ηλεκτρικού ρεύματος, βάζετε το φως του ήλιου και θερμαίνετε έξω, ενεργοποιώντας τη ζήτηση”, εξήγησε ο μηχανικός Jeffrey Grossman που ασχολείται με αυτά τα υλικά στο MIT στο NBC News.
Το υγρό είναι στην πραγματικότητα ένα μόριο σε υγρή μορφή που οι επιστήμονες από το Chalmers University of Technology της Σουηδίας και εργάζονται για τη βελτίωση του για περισσότερο από ένα χρόνο.
Αυτό το μόριο αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο και άζωτο, και όταν χτυπιέται από το φως του ήλιου, κάνει κάτι ασυνήθιστο: οι δεσμοί μεταξύ των ατόμων του αναδιατάσσονται και μετατρέπονται σε μια ενεργοποιημένη νέα έκδοση του ίδιου, που ονομάζεται ισομερές.
Όπως η λεία που παγιδεύεται σε μια παγίδα, έτσι και η ενέργεια από τον ήλιο συλλαμβάνεται μεταξύ των ισχυρών χημικών δεσμών του ισομερούς και παραμένει εκεί ακόμη και όταν η θερμοκρασία του μορίου μειωθεί σε θερμοκρασία δωματίου.
Όταν η ενέργεια είναι απαραίτητη – για παράδειγμα τη νύχτα ή το χειμώνα – το υγρό απλά τραβιέται μέσω ενός καταλύτη που επιστρέφει το μόριο στην αρχική του μορφή, απελευθερώνοντας ενέργεια με τη μορφή θερμότητας.
“Η ενέργεια σε αυτό το ισομερές μπορεί τώρα να αποθηκευτεί μέχρι και 18 χρόνια“, λέει ένας από τους επιστήμονες της ομάδας Nanomaterials Kasper Moth-Poulsen από το Πανεπιστήμιο Chalmers.
“Και όταν φτάσουμε να εξάγουμε την ενέργεια και να την χρησιμοποιήσουμε, έχουμε μια αύξηση της θερμοκρασίας που είναι μεγαλύτερη από ό, τι ελπίζαμε”.
Ένα πρωτότυπο του ενεργειακού συστήματος, τοποθετημένο στην οροφή ενός πανεπιστημιακού κτιρίου, έβαλε το νέο υγρό στη δοκιμή και σύμφωνα με τους ερευνητές, τα αποτελέσματα έχουν προσελκύσει την προσοχή πολλών επενδυτών.
Credit: Chalmers University of TechnologyΗ ανανεώσιμη, χωρίς εκπομπές ενέργεια συσκευή αποτελείται από έναν κοίλο ανακλαστήρα με έναν σωλήνα στο κέντρο, ο οποίος παρακολουθεί τον Ήλιο σαν ένα δορυφορικό πιάτο.
Το σύστημα λειτουργεί με κυκλικό τρόπο. Ανοίγοντας διαμέσου διαφανών σωλήνων, το υγρό θερμαίνεται από το ηλιακό φως, μετατρέποντας το μόριο νορβορναδιένιο στο ισομερές θερμικής παγίδευσης του, τετρακυκλάνο. Το υγρό στη συνέχεια αποθηκεύεται σε θερμοκρασία δωματίου με ελάχιστη απώλεια ενέργειας.
Όταν η ενέργεια είναι απαραίτητη, το υγρό φιλτράρεται μέσω ενός ειδικού καταλύτη που μετατρέπει τα μόρια πίσω στην αρχική τους μορφή, θερμαίνοντας το υγρό κατά 63 βαθμούς Κελσίου (113 βαθμούς Κελσίου).
Η ελπίδα είναι ότι αυτή η ζεστασιά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οικιακά συστήματα θέρμανσης, τροφοδοτώντας τον θερμοσίφωνα ενός κτιρίου, πλυντήριο πιάτων, στεγνωτήριο ρούχων και πολλά άλλα, προτού ξαναβρεθείτε στην οροφή.
Οι ερευνητές έχουν βάλει το ρευστό μέσω αυτού του κύκλου πάνω από 125 φορές, μαζεύοντας τη θερμότητα και την απομάκρυνσή της χωρίς σημαντική βλάβη στο μόριο.
Μετά από μια σειρά ταχέων εξελίξεων, οι ερευνητές ισχυρίζονται ότι το υγρό τους μπορεί τώρα να διατηρήσει 250 watt-ώρες ενέργειας ανά χιλιόγραμμο, που είναι διπλάσιο της ενεργειακής δυναμικότητας των μπαταριών του Tesla Powerwall, σύμφωνα με το NBC.
Αλλά υπάρχει ακόμα αρκετό περιθώριο βελτίωσης. Με τους σωστούς χειρισμούς, οι ερευνητές πιστεύουν ότι μπορούν να πάρουν ακόμα περισσότερη θερμότητα από αυτό το σύστημα, τουλάχιστον 110 βαθμούς Κελσίου (230 βαθμούς Φαρενάιτ) περισσότερο.
“Έχουμε ακόμα πολλά να κάνουμε, μόλις εγκαταστήσαμε το σύστημα. Τώρα πρέπει να διασφαλίσουμε ότι τα πάντα σχεδιάζονται με τον καλύτερο τρόπο”, λέει ο Moth-Poulsen.
Αν όλα πάνε όπως έχει προγραμματιστεί, η Moth-Poulsen πιστεύει ότι η τεχνολογία θα μπορούσε να είναι διαθέσιμη για εμπορική χρήση μέσα σε 10 χρόνια.
