Τα ηλεκτρονικά με ηλιακή ενέργεια είναι ένα βήμα πιο κοντά στο να γίνουν καθημερινό κομμάτι της ζωής μας χάρη σε μια «ριζική» νέα επιστημονική ανακάλυψη.
Το 2017, επιστήμονες σε σουηδικό πανεπιστήμιο δημιούργησαν ένα ενεργειακό σύστημα που καθιστά δυνατή τη σύλληψη και αποθήκευση ηλιακής ενέργειας για έως και 18 χρόνια, απελευθερώνοντάς την ως θερμότητα όταν χρειάζεται.
Τώρα οι ερευνητές κατάφεραν να κάνουν το σύστημα να παράγει ηλεκτρική ενέργεια συνδέοντάς το με μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια.Αν και ακόμα στα πρώτα της στάδια, η ιδέα που αναπτύχθηκε στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers στο Γκέτεμπεργκ θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για ηλεκτρονικά αυτοφορτιζόμενα που χρησιμοποιούν αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια κατά παραγγελία.
«Αυτός είναι ένας ριζικά νέος τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας από ηλιακή ενέργεια.Σημαίνει ότι μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε την ηλιακή ενέργεια για να παράγουμε ηλεκτρική ενέργεια ανεξάρτητα από τον καιρό, την ώρα της ημέρας, την εποχή ή τη γεωγραφική τοποθεσία», εξηγεί ο επικεφαλής της έρευνας Kasper Moth-Poulsen, Καθηγητής στο Τμήμα Χημείας και Χημικής Μηχανικής στο Chalmers.
«Είμαι πολύ ενθουσιασμένος με αυτή τη δουλειά», προσθέτει.«Ελπίζουμε ότι με τη μελλοντική ανάπτυξη αυτό θα είναι ένα σημαντικό μέρος στο μελλοντικό ενεργειακό σύστημα».
Πώς μπορεί να αποθηκευτεί η ηλιακή ενέργεια;
Η ηλιακή ενέργεια είναι μια μεταβλητή ανανεώσιμη πηγή, διότι ως επί το πλείστον λειτουργεί μόνο όταν λάμπει ο ήλιος.Αλλά η τεχνολογία για την καταπολέμηση αυτού του πολυσυζητημένου ελαττώματος αναπτύσσεται ήδη με γρήγορους ρυθμούς.
Οι ηλιακοί συλλέκτες έχουν κατασκευαστεί από καλλιέργειες απορριμμάτων πουαπορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία ακόμη και τις συννεφιασμένες μέρεςενώ 'νυχτερινά ηλιακά πάνελέχουν δημιουργηθεί που λειτουργούν ακόμα και όταν έχει δύσει ο ήλιος.
Η μακροχρόνια αποθήκευση της ενέργειας που παράγουν είναι άλλο θέμα.Το σύστημα ηλιακής ενέργειας που δημιουργήθηκε στο Chalmers το 2017 είναι γνωστό ως «MOST»: Συστήματα αποθήκευσης μοριακής ηλιακής θερμικής ενέργειας.
Η τεχνολογία βασίζεται σε ένα ειδικά σχεδιασμένο μόριο άνθρακα, υδρογόνου και αζώτου που αλλάζει σχήμα όταν έρχεται σε επαφή με το ηλιακό φως.
Μετατοπίζεται σε ένα «πλούσιο σε ενέργεια ισομερές» - ένα μόριο που αποτελείται από τα ίδια άτομα αλλά διατεταγμένα μεταξύ τους με διαφορετικό τρόπο.Το ισομερές μπορεί στη συνέχεια να αποθηκευτεί σε υγρή μορφή για μελλοντική χρήση όταν χρειαστεί, όπως τη νύχτα ή στα βάθη του χειμώνα.
Ένας καταλύτης απελευθερώνει την εξοικονομούμενη ενέργεια ως θερμότητα ενώ επιστρέφει το μόριο στο αρχικό του σχήμα, έτοιμο να χρησιμοποιηθεί ξανά.
Με τα χρόνια, οι ερευνητές βελτίωσαν το σύστημα σε σημείο που είναι πλέον δυνατή η αποθήκευση της ενέργειας για απίστευτα 18 χρόνια.
Ένα «πολύ λεπτό» τσιπ μετατρέπει την αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια σε ηλεκτρική
Όπως αναφέρεται λεπτομερώς σε μια νέα μελέτη που δημοσιεύτηκε στοCell Reports Physical Scienceτον περασμένο μήνα, αυτό το μοντέλο έχει γίνει τώρα ένα βήμα παραπέρα.
Οι Σουηδοί ερευνητές έστειλαν το μοναδικό τους μόριο, φορτωμένο με ηλιακή ενέργεια, σε συναδέλφους τους στο Πανεπιστήμιο της Σαγκάης Jiao Tong.Εκεί η ενέργεια απελευθερωνόταν και μετατράπηκε σε ηλεκτρική με τη χρήση της γεννήτριας που είχαν αναπτύξει.
Ουσιαστικά, η σουηδική ηλιοφάνεια στάλθηκε στην άλλη άκρη του κόσμου και μετατράπηκε σε ηλεκτρική ενέργεια στην Κίνα.
Ουσιαστικά, η σουηδική ηλιοφάνεια στάλθηκε στην άλλη άκρη του κόσμου και μετατράπηκε σε ηλεκτρική ενέργεια στην Κίνα.
«Η γεννήτρια είναι ένα εξαιρετικά λεπτό τσιπ που θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε ηλεκτρονικά όπως ακουστικά, έξυπνα ρολόγια και τηλέφωνα», λέει ο ερευνητής Zhihang Wang από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Chalmers.
«Μέχρι στιγμής, έχουμε παράγει μόνο μικρές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι η ιδέα λειτουργεί πραγματικά.Φαίνεται πολλά υποσχόμενο.»
Η συσκευή θα μπορούσε ενδεχομένως να αντικαταστήσει τις μπαταρίες και τα ηλιακά κύτταρα, προσαρμόζοντας τον τρόπο που χρησιμοποιούμε την άφθονη ενέργεια του ήλιου.
Αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια: Ένας τρόπος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς απολιθώματα και εκπομπές ρύπων
Η ομορφιά αυτού του κλειστού, κυκλικού συστήματος είναι ότι λειτουργεί χωρίς να προκαλεί εκπομπές CO2, που σημαίνει ότι έχει μεγάλες δυνατότητες χρήσης με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Η τελευταία Διακυβερνητική Επιτροπή του ΟΗΕ για την Κλιματική Αλλαγήέκθεση (IPCC).καθιστά σε μεγάλο βαθμό σαφές ότι πρέπει να ενισχύσουμε τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και να απομακρυνθούμε από τα ορυκτά καύσιμα πολύ, πολύ πιο γρήγορα για να εξασφαλίσουμε ένα ασφαλές μέλλον για το κλίμα.
Ενώ σημαντικές προόδους στοηλιακή ενέργειασαν αυτό δίνει αφορμή για ελπίδα, οι επιστήμονες προειδοποιούν ότι θα χρειαστεί χρόνος για να ενσωματωθεί η τεχνολογία στη ζωή μας.Απομένει πολλή έρευνα και ανάπτυξη προτού μπορέσουμε να φορτίσουμε τα τεχνικά μας gadget ή να θερμάνουμε τα σπίτια μας με την αποθηκευμένη ηλιακή ενέργεια του συστήματος, σημειώνουν.
«Μαζί με τις διάφορες ερευνητικές ομάδες που περιλαμβάνονται στο έργο, εργαζόμαστε τώρα για τον εξορθολογισμό του συστήματος», λέει ο Moth-Poulsen.«Η ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ή θερμότητας που μπορεί να εξάγει πρέπει να αυξηθεί».
Προσθέτει ότι, παρόλο που το σύστημα βασίζεται σε απλά υλικά, πρέπει να προσαρμοστεί, ώστε να είναι οικονομικά αποδοτική η παραγωγή του προτού μπορέσει να κυκλοφορήσει ευρύτερα.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-16-2022