推进的主要挑战之一 可再生能源 它是高效的能量存储。尽管太阳能是最容易获得的能源之一,但其存储仍然是实现大规模采用的关键挑战。目前,这种能源的储存和运输是需要创新解决方案的方面,以使其在全球市场上更具竞争力。
最新的技术创新之一是由来自该公司的研究人员团队开发的 查尔姆斯理工大学,在瑞典哥德堡。该设备表明可以将太阳能存储在 化学液体被称为 分子太阳能热系统。这一进步为高效、长期储存大量太阳能打开了新的大门。
流体中的太阳能储存如何工作?
这个创新系统的关键在于一种特殊的液体,当受到撞击时 来自阳光的光子,改变其分子结构来储存能量。这个过程被称为 异构化,其中流体分子重新排列以捕获化学键中的太阳能 异构体.
当分子重新排列时,能量仍然存在 潜在存储 即使在正常环境温度下,也可以长期使用。该系统非常坚固,已被证明可以承受超过 140 次充电和放电周期,而不会出现性能显着下降。
与传统电池相比,这种类型的化学存储具有优势,因为它可以以太阳能的形式存储 热 并通过催化剂按需释放,使分子恢复到原来的形式。该技术的太阳光转换效率高达 80%,在可再生能源方面意义重大。
技术进步:从研究到实践
流体研究项目开始 六年多前 并已发表在科学杂志上 能源与环境。原来使用的流程是 钌是一种昂贵的元件,效率非常低,仅为 0,01%。然而,经过多年的改进,科学家们已经成功地提高了效率,直到存储 1,1% 阳光 以潜在化学能的形式影响流体。
此外,钌已被更便宜的基于 碳、氢和氮。这一变化允许使用更具成本效益的系统,能够以初始成本的一小部分存储和释放太阳能。该流体基于有机化合物,例如 降冰片二烯,暴露在阳光下转变为 四轮车,一种在分子键中储存能量的化合物。
实际应用和系统寿命
这种存储系统很有吸引力,因为存储的太阳能可以保持休眠状态 长达18年。这意味着今天收集的能量甚至可以在低太阳辐射环境下使用,例如冬季或夜间,从而提高了其日常应用的可行性。
此外,这种液体的潜在应用是巨大的。它的使用已被提议在以下系统中使用: 住宅供暖,例如在热水器或需要恒定热源的电器中,而且在工业应用中,例如 消毒 以及其他需要热量的过程。
额外的优点之一是流体可以在多个循环中补充和重复使用,从长远来看确保系统经济高效。到目前为止,这种液体已被证明具有超过 125次循环 其分子结构未发现任何损坏,这清楚地证明了其耐用性。
太阳能存储系统的未来
这种太阳能存储系统的进步已得到欧洲层面的认可。 2020年,该项目获得 融资4,3万欧元 由欧盟发起,旨在开发大型原型。这项投资将推进测试并最终使这些系统在未来 10 年内投入商业使用。
该系统不仅为可再生能源领域带来了巨大的希望,而且由于其低成本、耐用性和高转化率,也为应对气候变化带来了巨大的希望。特别是, 催化剂制造的最新进展 可以更好地控制以热量形式释放的能量,从而在需要提取所述能量时提高系统的效率。
的进步 水电解 作为一种补充解决方案,它也正在取得进展,允许以氢的形式存储太阳能盈余,氢是另一种关键的能源载体,由于其管理可再生能源供应波动的能力而越来越受欢迎。
随着我们不断开发和改进这些类型的技术,太阳能的化学液体存储可能会彻底改变我们管理太阳能的方式,提供有效且可扩展的解决方案来满足对清洁可再生能源日益增长的需求。
凭借这些进步,人类可能面临太阳能存储和使用最具创新性的解决方案之一,不仅在家庭中,而且在无数的工业和商业应用中。