Naukowcy opracowali sposób na wielomiesięczne przechowywanie energii słonecznej
Niemieccy naukowcy odkryli innowacyjne podejście umożliwiające efektywne magazynowanie energii słonecznej w specjalistycznych cząsteczkach zwanych fotoprzełącznikami. Energia ta może być uwalniana jako ciepło na życzenie, co czyni ją odpowiednią do zastosowań grzewczych.
Zespół badaczy z Uniwersytetu Jana Gutenberga (JGU) w Moguncji oraz Uniwersytetu w Siegen opracował nową metodę przechowywania energii słonecznej, która pozwala na bezstratne magazynowanie ciepła przez miesiące przy użyciu fotoprzełączników. Wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Angewandte Chemie, wskazują, że fotoprzełączniki mogą działać jako efektywne magazyny energii z mniejszymi stratami niż dotychczasowe rozwiązania, co stanowi istotny postęp w technologii magazynowania energii.
Czym są fotoprzełączniki?
Fotoprzełączniki to cząsteczki zdolne do absorpcji energii słonecznej i przechowywania jej w postaci wiązań chemicznych, co umożliwia zatrzymanie ciepła na tygodnie lub miesiące. Choć istnieją technologie pochłaniania energii słonecznej i magazynowania jej w wodzie lub innych płynach, te substancje z czasem tracą ciepło i wracają do temperatury pokojowej.
Naukowcy z Uniwersytetu w Siegen kilka lat temu opracowali fotoprzełączniki jako lepszą alternatywę dla magazynowania energii słonecznej niż baterie litowo-jonowe. Z powodzeniem wykazali wyższy potencjał magazynowania energii w tych cząsteczkach. Jednak początkowe fotoprzełączniki aktywowały się tylko pod wpływem światła ultrafioletowego (UV), które stanowi jedynie niewielką część widma światła słonecznego, co ograniczało możliwości zbierania energii.
Niedawne badania pokonały tę przeszkodę, umożliwiając pośrednie wykorzystanie energii słonecznej podobnie jak w fotosyntezie. Osiągnięto to przez wprowadzenie związku nazwanego „sensybilizatorem”, który zwiększył wydajność magazynowania energii słonecznej o ponad rząd wielkości.
– Sensybilizator pochłania światło, a następnie przekazuje energię do fotoprzełącznika, którego nie można bezpośrednio wzbudzić w tych warunkach – powiedział Prof. Christoph Kerzig z JGU.
Badacze podkreślają, że bezstratne przechowywanie energii słonecznej jest kluczowe dla pełnego wykorzystania potencjału energii odnawialnej. Tradycyjne systemy, takie jak baterie litowo-jonowe, tracą efektywność przy długoterminowym magazynowaniu, zwłaszcza w formie ciepła. Nowe podejście pozwala na tworzenie lokalnych systemów magazynowania energii dostępnych na żądanie, nawet w okresach niskiego nasłonecznienia. Takie rozwiązanie ma potencjał zrewolucjonizować sektor energetyczny, zmniejszając zależność od paliw kopalnych i przyczyniając się do redukcji emisji dwutlenku węgla.
Ta nowa technologia może znaleźć szerokie zastosowania, od przemysłu po budownictwo mieszkaniowe. Dzięki jej skalowalności istnieje możliwość opracowania systemów magazynujących energię na poziomie lokalnym, z opcją uwalniania ciepła w okresach dużego zapotrzebowania, na przykład w sezonie zimowym. W domach prywatnych takie instalacje mogą służyć jako niezawodne źródło ogrzewania. Naukowcy planują dalsze badania nad skalowalnością systemu i jego adaptacją do szerokich zastosowań przemysłowych oraz miejskich sieci energetycznych.
