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Wissenschaftler entwickeln Flüssigkeiten, die Sonnenenergie länger als ein Jahrzehnt speichern können


Solarenergie wurde als Antwort auf die Abkehr von fossilen Brennstoffen gelobt. Ein beständiger Zugang zu Solarenergie hat sich jedoch aufgrund von Problemen bei der Speicherung über einen längeren Zeitraum als schwierig erwiesen.

Diese Probleme könnten jedoch gerade gelöst werden. In einer Reihe neuer Forschungsarbeiten wurde die Verwendung eines neuartigen Ansatzes zur Speicherung der Sonnenenergie beschrieben.

Flüssigkeit wirkt wie eine effiziente Batterie

Wissenschaftler in Schweden haben eine spezielle Flüssigkeit entwickelt, die als solarthermischer Brennstoff bezeichnet wird und Berichten zufolge über ein Jahrzehnt lang von der Sonne aufgenommene Energie speichern kann. "Ein solarthermischer Brennstoff ist wie eine wiederaufladbare Batterie, aber anstelle von Elektrizität wird Sonnenlicht eingespeist und Wärme abgegeben, die bei Bedarf ausgelöst wird", erklärte Jeffrey Grossman, ein Ingenieur, der am MIT mit diesen Materialien arbeitet, NBC News.

Die Flüssigkeit wird seit über einem Jahr von Wissenschaftlern der Chalmers University of Technology, Schweden, entwickelt. Die anregende Flüssigkeit ist ein Molekül aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.

Flüssigkeitsveränderungen bilden sich unter Sonnenlicht

Wenn Sonnenlicht mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, werden die Bindungen zwischen ihren Atomen neu angeordnet und es verwandelt sich in eine energetisierte Version von sich selbst, die als Isomer bezeichnet wird. Die Sonnenenergie wird dann zwischen den starken chemischen Bindungen der Isomere eingefangen.

Unglaublicherweise bleibt die Energie dort gefangen, selbst wenn das Molekül auf Raumtemperatur abkühlt. Um die eingeschlossene Energie zu nutzen, wird die Flüssigkeit durch einen Katalysator geleitet, der das Molekül in seine ursprüngliche Form zurückbringt und Energie in Form von Wärme freisetzt.

"Die Energie in diesem Isomer kann jetzt bis zu 18 Jahre gespeichert werden. Und wenn wir die Energie extrahieren und nutzen, erhalten wir einen Wärmezuwachs, der größer ist, als wir es uns erhofft hatten", sagt der Leiter des Forschungsteams , Kasper Moth-Poulsen, Professor am Institut für Chemie und Chemieingenieurwesen. Das Forschungslabor platzierte einen Prototyp des gesamten Energiesystems auf dem Dach der Universität und hat bereits die Aufmerksamkeit mehrerer Großinvestoren auf sich gezogen.

Mögliche Anwendungen gehen über die Haushaltsheizung hinaus

Das System arbeitet als Schleife. Es hat einen konkaven Reflektor mit einem Rohr in der Mitte, das den Sonnenstand verfolgt. Die Flüssigkeit wird durch transparente Rohre gepumpt, um von der Sonne erwärmt zu werden.

Beim Erhitzen wandelt es sich von seiner ursprünglichen Form des Moleküls Norbornadien in sein Wärmefänger-Isomer Quadricyclan um. Die energiereiche Flüssigkeit wird dann bei Raumtemperatur gespeichert.

Wenn ein Energiebedarf auftritt, wird die Flüssigkeit durch einen Katalysator gedrückt, der die Moleküle in ihre ursprüngliche Form zurückverwandelt und die Flüssigkeit dadurch erwärmt 63 Grad Celsius. Diese warme Flüssigkeit kann verwendet werden und kann dann in allen Bereichen eingesetzt werden, von Haushaltsheizungssystemen über die Stromversorgung des Warmwasserbereiters, des Geschirrspülers, des Wäschetrockners und vielem mehr.

Die Flüssigkeit wird dann zur Wiederverwendung auf das Dach zurückgepumpt. Bisher haben die Forscher die Flüssigkeit mehr als durch diesen Kreislauf geführt 125 mal ohne signifikante Schädigung des Moleküls. Die neueste Studie der Reihe wurde in Energy & Environmental Science veröffentlicht.


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