这种液体可储存太阳能长达18年之久
太阳能有很多优点,比如丰富的资源——或者单一的资源,但是到处都有,只要阳光普照,就有太阳能;更不用说它是一种清洁的绿色能源。然而,即使一切都好,太阳能也有其不完善之处。它产生的能量仍然没有廉价有效的长期储存方法。
太阳能产业在这个问题上徘徊了很长时间,但是在过去的一年里,一系列的四篇论文出现了,这似乎给我们带来了一个有趣的解决方案。
瑞典科学家开发了一种特殊的液体物质,叫做太阳能热燃料,它可以储存太阳能超过十年。
太阳能热燃料就像一个可充电电池,但它不使用电,而是使用阳光,阳光根据需要转化为热能麻省理工学院工程师杰弗里·格罗斯曼在接受全国广播公司新闻采访时解释道。
这种液体实际上是一种液体分子——瑞典查尔莫斯科技大学的科学家们一直在努力改进它。
分子由碳、氢和氮组成。当它暴露在阳光下时,会发生一些不寻常的事情:原子之间的键重新排列,变成一个充满能量的新分子,称为异构体。
就像捕获动物一样,来自太阳的能量被捕获在同分异构体的强化学键之间,即使分子被冷却到室温,能量仍然储存在化学键中。
当需要能量时——例如,在晚上或冬天——液体可以简单地通过催化剂以热的形式释放能量,这将分子敲回到它们原来的形式,并使它们变成具有较低能量的原始形式。
“这种异构体可以储存长达18年的能量,”查尔莫斯大学的纳米材料科学家卡斯帕·莫斯-鲍尔森说。
能源系统的原型已经被放置在一所大学的屋顶上,并且已经过测试。据研究人员称,该实验的结果吸引了许多投资者的注意。
这种可回收的非发射能源装置包括一个凹面反射器,反射器中装有液体分子,中间有一根管子。反射器可以像卫星天线一样跟踪太阳。
该系统以循环方式工作。通过一个透明的管子,液体被阳光加热,降冰片二烯被转化为异构体四环烷烃。然后,流体在室温下储存,能量损失最小。
当需要能量时,流体通过特殊的催化剂过滤装置,催化剂将四环烷烃分子转化回降冰片二烯,同时将流体温度升至63摄氏度。
这种热量可用于家庭供暖系统,为建筑物的热水器、洗碗机、烘干机等提供动力。然后再次泵入屋顶反射镜。
研究人员已经循环了超过125次来吸收热量,然后释放出来,而不会对分子造成严重损害。
“我们最近取得了许多重要进展。如今,我们有了一个全年都可以使用的无排放能源系统。”莫尔斯-鲍尔森说。
据美国国家广播公司报道,随着研究的迅速发展,开发人员声称他们的液体现在每公斤可以储存250瓦时的能量,是特斯拉Powerwall电池容量的两倍,但仍有很大的改进空间。通过适当的操作,研究人员认为他们可以从系统中获得更多的热量,这些热量可以被加热到至少110摄氏度。
“还有很多工作要做。我们刚刚让系统工作了。现在我们想优化一切。”莫尔斯-鲍尔森说。
如果一切顺利,莫尔斯-鲍尔森相信这项技术可以在10年内投入商业应用。