Solarenergie wird von vielen als die größte Möglichkeit angesehen, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu beseitigen. Das Problem bleibt jedoch das gleiche: die Speicherung von Sonnenenergie über lange Zeiträume.
Probleme, die möglicherweise eine Lösung gefunden haben. Eine Reihe neuer Studien hat einen neuen Ansatz zur Speicherung von Solarenergie vorgeschlagen.
Ein „Solarbenzin“
Ein Forschungsteam in Schweden hat eine spezielle Flüssigkeit entwickelt, die als „solarthermischer Brennstoff“ bezeichnet wird und die von der Sonne eingefangene Energie über ein Jahrzehnt lang speichern kann.
„Solarthermiebrennstoff ist wie ein Akku. Nur statt Strom stecken Sie Sonnenlicht ein und bekommen Wärme nach Bedarf“, erklärt Jeffrey Grossman, MIT-Ingenieur.
Die Flüssigkeit wurde über ein Jahr lang von Wissenschaftlern der Chalmers University of Technology in Göteborg, Schweden.
Das „energetische“ Gemisch besteht aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.
Die Flüssigkeit ändert unter Sonnenlicht ihre Form
Wenn Sonnenlicht mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, werden die Bindungen zwischen ihren Atomen neu angeordnet und sie verwandelt sich in ein Isomer. Eine Art "energiegeladene" Version seiner selbst. Die Energie der Sonne wird zwischen den starken chemischen Bindungen der Isomere gehalten.
Das Molekül kann Energie speichern, selbst wenn es auf Raumtemperatur abkühlt.
Um die eingeschlossene Energie zu nutzen, wird die Flüssigkeit durch einen Katalysator geleitet, der das Molekül in seine ursprüngliche Form zurückführt und dabei Energie in Form von Wärme freisetzt.
Wie lange kann dieses Isomer Energie speichern?
"Es kann derzeit Energie für bis zu 18 Jahre speichern", sagt er Kasper Motte-Poulsen, Professor an der Fakultät für Chemie und Chemieingenieurwesen und Erstautor der Forschungsarbeit. „Und wenn wir die Energie extrahieren und nutzen, bekommen wir eine Wärmesteigerung, die größer ist, als wir zu hoffen wagten.“
Ich habe dieses Interview mit Poulsen (auf Englisch) gefunden, das einige Dinge über dieses Molekül erklärt:
Mögliche Anwendungen gehen über die Heizung zu Hause hinaus.
Wie funktioniert dieses System zur Speicherung von Sonnenenergie?
Das System arbeitet wie eine Schleife. Es hat einen konkaven Reflektor mit einer Röhre in der Mitte, die den Sonnenstand verfolgt. Die Flüssigkeit wird durch transparente Röhren gepumpt, um von der beleuchtet zu werden Sonnenstrahlen.
Beim Erhitzen ändert sich die Flüssigkeit von ihrer ursprünglichen Molekülform Norbornadien zu seinem Isomer, das Energie speichern kann, das Vierrad. Die mit Energie gefüllte Flüssigkeit wird dann bei Raumtemperatur gelagert.
Wenn Energie benötigt wird, wird die Flüssigkeit durch einen Katalysator gedrückt, der die Moleküle in ihre ursprüngliche Form umwandelt und die Flüssigkeit um 63 Grad Celsius erwärmt.
Diese heiße Flüssigkeit kann für die Anwendung in allen Bereichen verwendet werden, von Heizsystemen zu Hause bis hin zum Betrieb von Warmwasserbereitern, Geschirrspülern, Trocknern und mehr in einem Gebäude.
Die nächsten Schritte
Ende 2020 begann ein EU-Projekt unter der Leitung eines Teams von Chalmers mit der Entwicklung von Prototypen der Technologie für großtechnische Anwendungen. Das Projekt wurde von der EU mit 4,3 Millionen Euro gefördert und hat eine Laufzeit von 3 Jahren.
Schätzungen zufolge wird ein ähnliches System zur Speicherung von Sonnenenergie bis Ende des Jahrzehnts in großem Umfang kommerzialisiert.
Bisher haben Forscher die Flüssigkeit mehr als 125 Mal diesem Zyklus ausgesetzt, ohne das Molekül wesentlich zu schädigen. Es ist eine Anweisung, die sorgfältig befolgt werden muss.
