Zespół badaczy z Uniwersytetu Johanna Gutenberga (JGU) w Mainz i Uniwersytetu w Siegen opracował nową metodę magazynowania energii słonecznej, umożliwiającą bezstratne przechowywanie ciepła nawet przez miesiące z wykorzystaniem tzw. fotoprzełączników. Badania, opublikowane w czasopiśmie Angewandte Chemie, wskazują, że fotoprzełączniki mogą działać jako efektywne magazyny energii przy niższych stratach niż dotychczas stosowane rozwiązania, co jest znaczącym postępem w rozwoju technologii magazynowania energii.
Czym są fotoprzełączniki?
Fotoprzełączniki to cząsteczki, które pochłaniają energię słoneczną i przechowują ją w postaci wiązań chemicznych, co pozwala na zatrzymywanie ciepła przez tygodnie i miesiące. Chociaż opracowano technologię pochłaniania ciepła słonecznego i przechowywania go w wodzie lub innych cieczach, to tylko kwestia czasu, zanim te ciecze utracą ciepło i powrócą do temperatury pokojowej.
Czytaj też:Niesamowite urządzenie. Samo generuje i magazynuje energię
Naukowcy z Uniwersytetu w Siegen opracowali fotoprzełączniki kilka lat temu jako lepszą alternatywę dla magazynowania energii słonecznej w bateriach litowo-jonowych. Zespół z powodzeniem wykazał wyższy potencjał magazynowania energii w tych cząsteczkach. Istniała jednak poważna przeszkoda w ich stosowaniu. Te początkowe fotoprzełączniki byłyby aktywowane tylko w świetle ultrafioletowym (UV), a ponieważ stanowi ono tylko niewielki składnik widma światła słonecznego, możliwości zbierania energii były ograniczone.
Niedawne badania przezwyciężyły tę niedogodność, umożliwiając również pośrednie wykorzystanie energii słonecznej, podobnie jak w fotosyntezie. Osiągnięto to poprzez włączenie związku zwanego “sensybilizatorem”, który zwiększył wydajność magazynowania energii słonecznej o ponad rząd wielkości.
Prof. Christoph Kerzig z JGU mówi:
Sensybilizator pochłania światło, a następnie przekazuje energię do fotoprzełącznika, którego nie można bezpośrednio wzbudzić w tych warunkach.
Naukowcy podkreślają, że przechowywanie energii słonecznej bez strat jest kluczowe dla pełnego wykorzystania potencjału energii odnawialnej. Tradycyjne systemy, takie jak baterie litowo-jonowe, tracą efektywność w długoterminowym przechowywaniu, szczególnie w postaci ciepła. Dzięki nowemu podejściu można stworzyć lokalne systemy magazynowania energii, które będą dostępne na żądanie, nawet w okresach niskiego nasłonecznienia. Takie rozwiązanie ma potencjał do transformacji sektora energetycznego, ograniczając uzależnienie od paliw kopalnych i wpływając na redukcję emisji dwutlenku węgla.
Nowa technologia może znaleźć szerokie zastosowanie, od przemysłu po budownictwo mieszkaniowe. Dzięki jej skalowalności istnieje możliwość opracowania systemów magazynujących energię na poziomie lokalnym, z możliwością uwalniania ciepła w okresach dużego zapotrzebowania, np. w sezonie zimowym. Również w domach prywatnych instalacje tego typu mogą służyć jako niezawodne źródło ogrzewania. Uczeni planują dalsze badania nad skalowalnością systemu i dostosowaniem go do szerokich zastosowań przemysłowych oraz miejskich sieci energetycznych.