Solarbetriebene Elektronik ist dank eines „radikalen“ neuen wissenschaftlichen Durchbruchs einen Schritt näher daran, ein alltäglicher Teil unseres Lebens zu werden.
2017 haben Wissenschaftler einer schwedischen Universität ein Energiesystem entwickelt, das es ermöglicht, Sonnenenergie einzufangen, bis zu 18 Jahre lang zu speichern und bei Bedarf als Wärme wieder abzugeben.
Nun ist es den Forschern gelungen, das System durch die Verbindung mit einem thermoelektrischen Generator zur Stromerzeugung zu bringen.Obwohl es sich noch in einem frühen Stadium befindet, könnte das an der Chalmers University of Technology in Göteberg entwickelte Konzept den Weg für selbstaufladende Elektronik ebnen, die gespeicherte Solarenergie bei Bedarf nutzt.
„Das ist eine radikal neue Art der Stromerzeugung aus Sonnenenergie.Das bedeutet, dass wir Solarenergie unabhängig von Wetter, Tageszeit, Jahreszeit oder geografischem Standort zur Stromerzeugung nutzen können“, erklärt Forschungsleiter Kasper Moth-Poulsen, Professor am Department of Chemistry and Chemical Engineering in Chalmers.
„Ich freue mich sehr über diese Arbeit“, fügt er hinzu.„Wir hoffen, dass dies bei der zukünftigen Entwicklung ein wichtiger Bestandteil des zukünftigen Energiesystems sein wird.“
Wie kann Sonnenenergie gespeichert werden?
Solarenergie ist eine variable Erneuerbare, weil sie zum größten Teil nur funktioniert, wenn die Sonne scheint.Doch Technologien zur Bekämpfung dieses viel diskutierten Mangels werden bereits in rasantem Tempo entwickelt.
Sonnenkollektoren wurden aus Abfallpflanzen hergestelltabsorbieren UV-Licht auch an bewölkten Tagenwährend 'Nachtsonnenkollektoren' wurden geschaffen, die auch nach Sonnenuntergang funktionieren.
Eine andere Sache ist die Langzeitspeicherung der erzeugten Energie.Das 2017 in Chalmers entwickelte Solarenergiesystem ist als „MOST“ bekannt: Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems.
Die Technologie basiert auf einem speziell entwickelten Molekül aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, das seine Form ändert, wenn es mit Sonnenlicht in Kontakt kommt.
Es verwandelt sich in ein „energiereiches Isomer“ – ein Molekül, das aus den gleichen Atomen besteht, aber anders angeordnet ist.Das Isomer kann dann in flüssiger Form für eine spätere Verwendung bei Bedarf gelagert werden, beispielsweise nachts oder im tiefsten Winter.
Ein Katalysator setzt die gespeicherte Energie in Form von Wärme frei und bringt das Molekül in seine ursprüngliche Form zurück, sodass es wieder verwendet werden kann.
Im Laufe der Jahre haben Forscher das System so verfeinert, dass es nun möglich ist, die Energie unglaubliche 18 Jahre lang zu speichern.
Ein „ultradünner“ Chip verwandelt die gespeicherte Sonnenenergie in Strom
Wie in einer neuen Studie beschrieben, die in veröffentlicht wurdeZellberichte Physikalische Wissenschaftletzten Monat wurde dieses Modell nun noch einen Schritt weiter gebracht.
Die schwedischen Forscher schickten ihr einzigartiges, mit Sonnenenergie beladenes Molekül an Kollegen der Shanghai Jiao Tong University.Dort wurde die Energie freigesetzt und mit dem von ihnen entwickelten Generator in Strom umgewandelt.
Im Wesentlichen wurde schwedischer Sonnenschein ans andere Ende der Welt geschickt und in China in Strom umgewandelt.
Im Wesentlichen wurde schwedischer Sonnenschein ans andere Ende der Welt geschickt und in China in Strom umgewandelt.
„Der Generator ist ein ultradünner Chip, der in elektronische Geräte wie Kopfhörer, Smartwatches und Telefone integriert werden könnte“, sagt der Forscher Zhihang Wang von der Chalmers University of Technology.
„Bisher haben wir nur kleine Mengen Strom erzeugt, aber die neuen Ergebnisse zeigen, dass das Konzept wirklich funktioniert.Es sieht sehr vielversprechend aus.“
Das Gerät könnte möglicherweise Batterien und Solarzellen ersetzen und die Art und Weise optimieren, wie wir die reichlich vorhandene Energie der Sonne nutzen.
Gespeicherte Solarenergie: Eine fossile und emissionsfreie Art der Stromerzeugung
Das Schöne an diesem geschlossenen Kreislaufsystem ist, dass es CO2-frei arbeitet und somit ein großes Potenzial für die Nutzung erneuerbarer Energien hat.
Der jüngste Zwischenstaatliche Ausschuss der Vereinten Nationen zum Klimawandel(IPCC)-Berichtmacht überwältigend deutlich, dass wir viel, viel schneller erneuerbare Energien hochfahren und von fossilen Brennstoffen wegkommen müssen, um eine sichere Klimazukunft zu gewährleisten.
Während bedeutende Fortschritte inSolarenergiegeben Anlass zur Hoffnung, die Wissenschaftler warnen jedoch, dass es einige Zeit dauern wird, bis die Technologie in unser Leben integriert wird.Bis wir unsere technischen Geräte aufladen oder unsere Häuser mit der gespeicherten Solarenergie des Systems heizen können, verbleibt noch viel Forschungs- und Entwicklungsarbeit.
„Gemeinsam mit den verschiedenen an dem Projekt beteiligten Forschungsgruppen arbeiten wir jetzt daran, das System zu rationalisieren“, sagt Moth-Poulsen.„Die Menge an Strom oder Wärme, die daraus gewonnen werden kann, muss erhöht werden.“
Er fügt hinzu, dass das System, obwohl es auf einfachen Materialien basiert, angepasst werden muss, damit es kostengünstig herzustellen ist, bevor es auf breiterer Basis eingeführt werden kann.
Postzeit: 16. Juni 2022