Forscher der University of Houston haben ein neues Gerät vorgestellt, mit dem Solarenergie effizient erfasst und bis zu ihrem Bedarf gespeichert werden kann. Es ist vielversprechend für Anwendungen, die von der Stromerzeugung über die Destillation bis hin zur Entsalzung reichen.
Im Gegensatz zu Solarmodulen und Solarzellen, die zur direkten Stromerzeugung auf Photovoltaik-Technologie setzen, nimmt das Hybridgerät die Wärme der Sonne auf und speichert sie als Wärmeenergie. Es wird auf einige der Probleme eingegangen, die die Verbreitung von Sonnenenergie in größerem Maßstab verhindert haben, und es wird ein Weg für die Nutzung von Sonnenenergie rund um die Uhr trotz begrenzter Sonnenstunden, bewölkter Tage und anderer Einschränkungen vorgeschlagen.
Die Arbeit, die in einem am Mittwoch in Joule veröffentlichten Artikel beschrieben wird, kombiniert molekularen Energiespeicher und Latentwärmespeicher, um ein integriertes Ernte- und Speichergerät für den potenziellen 24-Stunden-Betrieb zu schaffen. Die Forscher berichten von einer Ernteeffizienz von 73% im Kleinbetrieb und von bis zu 90% im Großbetrieb.
Bis zu 80% der gespeicherten Energie wurden nachts zurückgewonnen, und die Forscher sagten, dass die Tagesrückgewinnung noch höher war.
Hadi Ghasemi, Bill D. Cook, außerordentlicher Professor für Maschinenbau an der UH und ein entsprechender Autor für das Papier, sagte, die hocheffiziente Ernte sei teilweise auf die Fähigkeit des Geräts zurückzuführen, das gesamte Spektrum des Sonnenlichts einzufangen und für dieses zu ernten sofortige Verwendung und Umwandlung des Überschusses in molekularen Energiespeicher.
Die Vorrichtung wurde unter Verwendung von Norbornadien-Quadricyclan als molekularem Speichermaterial synthetisiert, einer organischen Verbindung, von der die Forscher sagten, dass sie eine hohe spezifische Energie und eine außergewöhnliche Wärmefreisetzung aufweist, während sie über längere Lagerzeiten stabil bleibt. Ghasemi sagte, dass dasselbe Konzept unter Verwendung verschiedener Materialien angewendet werden könnte, um die Leistung - einschließlich Betriebstemperaturen und Effizienz - zu optimieren.
T. Randall Lee, Professor für Chemie an der Cullen Distinguished University und ein entsprechender Autor, sagte, das Gerät biete in mehrfacher Hinsicht einen verbesserten Wirkungsgrad: Die Sonnenenergie wird in molekularer Form gespeichert und nicht als Wärme, die im Laufe der Zeit abgeführt wird, und das integrierte System auch reduziert Wärmeverluste, da die gespeicherte Energie nicht durch Rohrleitungen transportiert werden muss.
"Tagsüber kann die Solarthermie bei Temperaturen bis zu 120 Grad geerntet werden
Celsius (etwa 248 Fahrenheit) ", sagte Lee, der auch ein Hauptforscher für das Texas Center for Supraleiting an der UH ist." In der Nacht, wenn wenig oder keine Sonneneinstrahlung vorhanden ist, wird die gespeicherte Energie durch das molekulare Speichermaterial geerntet. die es von einem niederen Energiemolekül in ein höheres Energiemolekül umwandeln kann. "
Dadurch kann die gespeicherte Energie nachts Wärmeenergie mit einer höheren Temperatur als tagsüber erzeugen, was die verfügbare Energiemenge erhöht, auch wenn die Sonne nicht scheint, sagte er.
Neben Ghasemi und Lee waren an der Arbeit auch die Erstautoren Varun Kashyap, Siwakorn Sakunkaewkasem, Parham Jafari, Masoumeh Nazari, Bahareh Eslami, Sina Nazifi, Peyman Irajizad und Maria D. Marquez beteiligt, alle mit UH.
