Phát triển nhiên liệu lỏng có thể lưu trữ năng lượng mặt trời trong 18 năm Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Cho dù năng lượng mặt trời có dồi dào hay tái tạo được đi nữa, thì sử dụng năng lượng mặt trời vẫn còn là một vấn đề. Vẫn chưa có kho lưu trữ dài hạn và hiệu quả cho năng lượng mà nó tạo ra. Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Ngành công nghiệp năng lượng mặt trời đã vấp phải vấn đề này trong một thời gian, nhưng chỉ trong năm qua, một loạt bốn bài báo đã mở ra một giải pháp mới đầy hấp dẫn.
Các nhà khoa học ở Thụy Điển đã phát triển một loại chất lỏng chuyên dụng, được gọi là nhiên liệu nhiệt mặt trời, có thể lưu trữ năng lượng từ mặt trời trong hơn một thập kỷ.
Jeffrey Grossman, một kỹ sư làm việc với các vật liệu này tại MIT đã giải thích với NBC News: “Một loại nhiên liệu nhiệt mặt trời giống như một pin sạc, nhưng thay vì điện, bạn chiếu ánh sáng mặt trời vào và cho tỏa nhiệt, được kích hoạt theo lệnh.” Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Chất lỏng này thực chất là một phân tử ở dạng lỏng mà các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điển đã làm việc để cải thiện trong hơn một năm.
Phân tử này bao gồm carbon, hydro và nitơ, và khi nó bị ánh nắng chiếu vào, có gì đó không bình thường: liên kết giữa các nguyên tử của nó được sắp xếp lại và nó biến thành một phiên bản mới đầy năng lượng của chính nó, được gọi là đồng phân. Ch Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trờiất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Giống như con mồi bị giam trong cạm bẫy, năng lượng từ mặt trời do đó được giữ lại giữa các liên kết hóa học mạnh mẽ của đồng phân, và năng lượng vẫn ở đó ngay cả khi phân tử nguội đi đến nhiệt độ phòng.
Khi năng lượng được cần đến – ví dụ vào ban đêm, hoặc trong mùa đông – chất lỏng chỉ đơn giản là được rút ra thông qua một chất xúc tác và đưa phân tử trở về dạng ban đầu của nó, giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt.
“Năng lượng trong đồng phân này có thể được lưu trữ trong 18 năm,” một trong những nhà nghiên cứu trong nhóm, nhà khoa học vật liệu nano Kasper Moth-Poulsen từ Đại học Chalmers nói.
“Và khi chúng tôi trích xuất năng lượng và sử dụng nó, chúng tôi nhận được một sự ấm áp tăng dần tới mức còn hơn cả chúng tôi từng dám hy vọng.” Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Một nguyên mẫu của hệ thống năng lượng, được đặt trên mái nhà của một tòa nhà đại học, đã đưa chất lỏng mới vào thử nghiệm, và theo các nhà nghiên cứu, kết quả đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà đầu tư.
Ảnh: Đại học Công nghệ Chalmers
Thiết bị sinh năng lượng không phát thải và có thể tái tạo được tạo thành từ một tấm phản xạ lõm với một đường ống ở trung tâm, hướng đến mặt trời giống như một chảo thu sóng.
Hệ thống hoạt động thành vòng tròn. Bơm qua các ống trong suốt, chất lỏng được làm nóng bởi ánh sáng mặt trời, biến phân tử norbornadiene thành đồng phân bẫy nhiệt của nó, quadricyclane. Chất lỏng sau đó được lưu trữ ở nhiệt độ phòng với mức thất thoát năng lượng tối thiểu.
Khi năng lượng cần được dùng đến, chất lỏng được lọc qua một chất xúc tác đặc biệt chuyển đổi các phân tử trở lại dạng ban đầu của chúng, làm ấm chất lỏng lên 63 độ C (113 độ F).
Hy vọng là nguồn nhiệt này có thể được sử dụng cho các hệ thống sưởi ấm trong nhà, cung cấp năng lượng cho máy nước nóng, máy rửa bát, máy sấy quần áo và nhiều hơn nữa trước khi quay trở lại mái nhà một lần nữa.
Các nhà nghiên cứu đã đưa chất lỏng qua chu trình này hơn 125 lần, lấy nhiệt và tỏa nhiệt ra mà không gây tổn hại đáng kể cho phân tử. Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
“Chúng ta đã thực hiện nhiều bước tiến quan trọng gần đây, và ngày nay chúng ta có một hệ thống năng lượng không gây khí thải hoạt động quanh năm”, Moth-Poulsen nói.
Sau một loạt các phát triển nhanh chóng, các nhà nghiên cứu cho rằng chất lỏng của họ có thể chứa 250 watt năng lượng mỗi kg, gấp đôi năng lượng của pin Powerwall của Tesla, theo NBC.
Chặng đường dài nhưng đầy hy vọng phía trước
Nhưng vẫn còn nhiều chỗ để cải thiện. Với các thao tác đúng đắn, các nhà nghiên cứu cho rằng họ có thể nhận được nhiều nhiệt hơn từ hệ thống này, ít nhất là 110 độ C (230 độ F).
Moth-Poulsen nói: “Còn rất nhiều việc phải làm. Chúng tôi vừa có hệ thống đi vào vận hành. Bây giờ chúng tôi cần đảm bảo mọi thứ được thiết kế tối ưu”. Chất lỏng mới lưu trữ năng lượng mặt trời
Nếu tất cả diễn ra theo kế hoạch, Moth-Poulsen cho rằng công nghệ này có thể được sử dụng cho mục đích thương mại trong vòng 10 năm tới.
Nghiên cứu gần đây nhất trong loạt bài này đã được công bố trên tạp chí Energy & Environmental Science.
Theo ScienceAlert
tapchisinhhoc.com
No Responses