Všeobecné

Vedci vyvíjajú kvapaliny, ktoré dokážu akumulovať slnečnú energiu viac ako desať rokov


Solárna energia bola chválená ako odpoveď na odklon od zdrojov napájania závislých od fosílnych palív. Konzistentný prístup k solárnej energii sa však ukázal ako ťažký z dôvodu problémov s dlhodobým skladovaním.

Tieto problémy sa však možno ešte len budú riešiť. Séria nových výskumných prác načrtla použitie nového prístupu k ukladaniu slnečnej energie.

Kvapalina funguje ako efektívna batéria

Vedci vo Švédsku vyvinuli špecializovanú tekutinu, ktorá sa nazýva solárne tepelné palivo a ktorá môže údajne uchovávať energiu zachytenú zo slnka viac ako desať rokov. „Solárne tepelné palivo je ako nabíjateľná batéria, ale namiesto elektriny vložíte slnečné svetlo a získate teplo, ktoré sa spúšťa na požiadanie,“ vysvetlil pre NBC News Jeffrey Grossman, inžinier, ktorý pracuje s týmito materiálmi na MIT.

Túto tekutinu vyvíjali vedci z Chalmers University of Technology vo Švédsku už viac ako rok. Vzrušujúca kvapalina je molekula zložená z uhlíka, vodíka a dusíka.

Na slnku sa tvoria kvapalné zmeny

Keď slnečné svetlo prichádza do styku s kvapalinou, väzby medzi jej atómami sú preskupené a transformuje sa do energetickej verzie, ktorá sa nazýva izomér. Energia slnka je potom zachytená medzi silnými chemickými väzbami izomérov.

Je neuveriteľné, že tam energia zostane uväznená, aj keď sa molekula ochladí na teplotu miestnosti. Aby sa zachytená energia dala zužitkovať, prebehne kvapalina cez katalyzátor, ktorý vráti molekulu do pôvodnej formy a uvoľní energiu vo forme tepla.

"Energiu v tomto izoméri je možné teraz uskladniť až 18 rokov. A keď prídeme energiu extrahovať a využiť ju, dôjde k zvýšeniu tepla, ktoré je väčšie, ako sme si trúfali dúfať," hovorí vedúci výskumného tímu , Kasper Moth-Poulsen, profesor na katedre chémie a chemického inžinierstva. Výskumné laboratórium umiestnilo prototyp kompletného energetického systému na strechu univerzity a zaujalo už niekoľko veľkých investorov.

Potenciálne aplikácie presahujú rámec vykurovania domácnosti

Systém funguje ako slučka. Má konkávny reflektor s rúrkou v strede, ktorá sleduje polohu slnka. Kvapalina sa čerpá cez priehľadné trubice, aby sa ohriala slnkom.

Pri zahrievaní sa mení z pôvodnej formy molekuly norbornadiene na svoj izomér zachytávajúci teplo, quadricyclane. Energia plná kvapaliny sa potom uloží pri izbovej teplote.

Keď dôjde k požiadavke na energiu, tekutina sa pretlačí cez katalyzátor, ktorý premení molekuly späť do pôvodnej formy, čím sa kvapalina zahreje 63 stupne Celzia. Táto teplá kvapalina, ktorú možno použiť, sa potom môže uplatniť vo všetkom od domácich vykurovacích systémov, cez napájanie ohrievača vody v budove, umývačky riadu, sušičky bielizne a oveľa viac.

Kvapalina sa potom odčerpá späť na strechu a znovu sa použije. Vedci doteraz prešli tekutinou týmto cyklom viac ako 125 krát bez významného poškodenia molekuly. Najnovšia štúdia v sérii bola publikovaná v časopise Energy & Environmental Science.


Pozri si video: Spoločné a rozdielne vlastnosti kvapalín a plynov (Január 2022).