Vědci ze švédské Chalmersovy technické univerzity navrhli systém, který dokáže uchovávat sluneční energii ve speciální molekule po dobu až 18 let. V tiskové zprávě uvádějí, že zařízení nazvané Molekulární solární tepelný systém (Molecular Solar Thermal; MOST) připojené k termoelektrickému generátoru produkuje elektřinu.
Vědecký tým na této technologii pracuje již více než deset let a věří, že ji bude možné využít pro elektronická zařízení s nízkým výkonem. Již dříve předvedl, jak lze energii získávat v podobě tepla, a nyní se mu podařilo celý systém přimět k výrobě elektřiny připojením k termoelektrickému generátoru.
Energie uchovaná v molekule
„Jedná se o zcela nový způsob výroby elektřiny ze sluneční energie. Znamená to, že můžeme využívat solární energii k výrobě elektřiny bez ohledu na počasí, denní dobu, roční období nebo zeměpisnou polohu. Jde o uzavřený systém, který dokáže fungovat bez emisí oxidu uhličitého,“ říká vedoucí výzkumu Kasper Moth-Poulsen.
Technologie vychází ze solárního systému MOST, vyvinutého taktéž na Chalmersově technické univerzitě. Velmi zjednodušeně řečeno: celá technologie je založena na speciálně vytvořené molekule uhlíku vodíku a dusíku, jež při kontaktu se slunečním světlem mění svou strukturu. Výzkum vzbudil velký zájem po celém světě již v dřívějších fázích.
Molekula se po dopadu slunečního světla přeskupí na energeticky bohatý izomer – tedy molekulu složenou ze stejných atomů, ale uspořádaných jiným způsobem. Izomer pak může být uložen v kapalné formě pro pozdější použití v případě potřeby – například v noci nebo v zimě.
Vědci tento systém zdokonalili do té míry, že je schopen uchovávat energii až po dobu 18 let. Speciálně navržený katalyzátor pak uvolňuje uloženou energii jako teplo a zároveň vrací molekulu do původního stavu, takže ji lze poté znovu použít.
Proměna molekuly v elektřinu
Nová studie, publikovaná v časopise Cell Reports Physical Science a provedená ve spolupráci s odborníky v Šanghaji, posouvá tento solární energetický systém o krok dále a podrobně popisuje, jak jej lze kombinovat s kompaktním termoelektrickým generátorem k přeměně sluneční energie na elektřinu.
Princip fungování
Švédští vědci poslali molekulu nabitou sluneční energií na Šanghajskou univerzitu Jiao Tong svým kolegům Tao Liovi a Zhiyu Huovi. Zde se energie pomocí generátoru uvolnila a přeměnila na elektřinu. Dá se tak říci, že švédské sluneční světlo bylo v podstatě posláno na druhý konec světa a v Číně bylo transformováno na elektřinu.
„Generátor je ultratenký čip, který by mohl být integrován do elektroniky, jako jsou sluchátka, chytré hodinky a telefony. Zatím jsme vyráběli jen malé množství elektřiny, ale nové výsledky ukazují, že tento koncept skutečně funguje. Vypadá to velmi slibně,“ těší se z úspěchu badatel Zhihang Wang.
Zatím jen malý výkon
Současný výkon konceptu je poměrně malý, nicméně vědci tvrdí, že by jejich systém mohl být využit k řešení problému přerušovaných dodávek sluneční energie tím, že by energii skladoval po celé měsíce a poskytl ji právě tehdy, když je jí potřeba.
Výzkum má velký potenciál pro výrobu energie z obnovitelných zdrojů a také zcela bez jakýchkoli emisí. Než však budeme moci nabíjet gadgety nebo vytápět domovy pomocí solární energie akumulované ve speciálních molekulách, nás čeká ještě dlouhý výzkum a vývoj.
„Společně s různými vědeckými skupinami zapojenými do projektu nyní pracujeme na zefektivnění systému. Je třeba zvýšit množství elektřiny nebo tepla, které dokážeme získat. I když je celý systém založen na jednoduchých základních materiálech, je třeba jej upravit tak, aby jeho výroba byla dostatečně rentabilní, a bylo jej tedy možné uvést na trh v širším měřítku,“ říká Kasper Moth-Poulsen.
