Onderzoekers van de Universiteit van Houston hebben een nieuw apparaat gerapporteerd dat zowel efficiënt zonne-energie kan opvangen als opslaan totdat het nodig is. veelbelovend voor toepassingen variërend van energieopwekking tot distillatie en ontzilting.

In tegenstelling tot zonnepanelen en zonnecellen, die afhankelijk zijn van fotovoltaïsche technologie voor de directe opwekking van elektriciteit, het hybride apparaat vangt warmte van de zon op en slaat deze op als thermische energie. Het pakt enkele van de problemen aan die de acceptatie van zonne-energie op grotere schaal hebben tegengehouden, het suggereren van een weg voor het gebruik van zonne-energie de klok rond, ondanks beperkte uren zonlicht, bewolkte dagen en andere beperkingen.

Het werk, beschreven in een artikel dat woensdag is gepubliceerd in Joule , combineert moleculaire energieopslag en latente warmteopslag om een ​​geïntegreerd oogst- en opslagapparaat te produceren voor mogelijk 24/7 gebruik. De onderzoekers rapporteren een oogstefficiëntie van 73% bij kleinschalige operaties en zelfs 90% bij grootschalige operaties.

Tot 80% van de opgeslagen energie werd 's nachts teruggewonnen, en de onderzoekers zeiden dat het herstel overdag nog hoger was.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook Universitair hoofddocent Werktuigbouwkunde aan de UH en een corresponderende auteur van het artikel, zei dat de oogst met hoog rendement eraan komt, gedeeltelijk, aan het vermogen van het apparaat om het volledige spectrum van zonlicht op te vangen, het oogsten voor onmiddellijk gebruik en het overschot omzetten in moleculaire energieopslag.

Het apparaat werd gesynthetiseerd met behulp van norbornadieen-quadricyclaan als het moleculaire opslagmateriaal, een organische verbinding waarvan de onderzoekers zeiden dat het een hoge specifieke energie en uitzonderlijke warmteafgifte vertoont, terwijl het stabiel blijft gedurende langere opslagtijden. Ghasemi zei dat hetzelfde concept kan worden toegepast met verschillende materialen, waardoor de prestaties, inclusief bedrijfstemperaturen en efficiëntie, kunnen worden geoptimaliseerd.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair hoogleraar scheikunde en een corresponderende auteur, zei dat het apparaat op verschillende manieren een verbeterde efficiëntie biedt:de zonne-energie wordt opgeslagen in moleculaire vorm in plaats van als warmte, die na verloop van tijd verdwijnt, en het geïntegreerde systeem vermindert ook thermische verliezen omdat het niet nodig is om de opgeslagen energie door pijpleidingen te transporteren.

"Tijdens de Dag, de thermische zonne-energie kan worden geoogst bij temperaturen tot 120 graden Celsius (ongeveer 248 Fahrenheit), " zei Leen, die ook een hoofdonderzoeker is voor het Texas Center for Superconductivity aan de UH. " 's Nachts, wanneer er weinig of geen zonnestraling is, de opgeslagen energie wordt geoogst door het moleculaire opslagmateriaal, die het kan omzetten van een molecuul met een lagere energie naar een molecuul met een hogere energie."

Hierdoor kan de opgeslagen energie 's nachts thermische energie produceren bij een hogere temperatuur dan overdag, waardoor de beschikbare hoeveelheid energie wordt vergroot, zelfs als de zon niet schijnt, hij zei.