Elektronica op zonne-energie is een stap dichterbij om een alledaags onderdeel van ons leven te worden dankzij een "radicale" nieuwe wetenschappelijke doorbraak.
In 2017 creëerden wetenschappers van een Zweedse universiteit een energiesysteem dat het mogelijk maakt zonne-energie tot 18 jaar op te vangen en op te slaan, en indien nodig als warmte vrij te geven.
Nu zijn de onderzoekers erin geslaagd het systeem elektriciteit te laten produceren door het aan te sluiten op een thermo-elektrische generator.Hoewel het nog in de kinderschoenen staat, kan het concept dat is ontwikkeld aan de Chalmers University of Technology in Göteborg de weg vrijmaken voor zelfopladende elektronica die op verzoek opgeslagen zonne-energie gebruikt.
“Dit is een radicaal nieuwe manier om elektriciteit op te wekken uit zonne-energie.Het betekent dat we zonne-energie kunnen gebruiken om elektriciteit te produceren, ongeacht het weer, het tijdstip van de dag, het seizoen of de geografische locatie”, legt onderzoeksleider Kasper Moth-Poulsen, hoogleraar bij de afdeling Scheikunde en Chemische Technologie van Chalmers, uit.
"Ik ben erg enthousiast over dit werk", voegt hij eraan toe."We hopen dat dit met toekomstige ontwikkeling een belangrijk onderdeel zal zijn in het toekomstige energiesysteem."
Hoe kan zonne-energie worden opgeslagen?
Zonne-energie is een variabele die hernieuwbaar is, omdat het voor het grootste deel alleen werkt als de zon schijnt.Maar technologie om dit veelbesproken gebrek te bestrijden, wordt nu al in hoog tempo ontwikkeld.
Zonnepanelen zijn gemaakt van afvalgewassen dieabsorberen UV-licht, zelfs op bewolkte dagenterwijl 'nacht zonnepanelen' zijn gemaakt die ook werken als de zon onder is.
Het langdurig opslaan van de opgewekte energie is een andere zaak.Het zonne-energiesysteem dat in 2017 bij Chalmers werd gecreëerd, staat bekend als 'MOST': Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems.
De technologie is gebaseerd op een speciaal ontworpen molecuul van koolstof, waterstof en stikstof dat van vorm verandert als het in contact komt met zonlicht.
Het verandert van vorm in een 'energierijk isomeer' - een molecuul dat uit dezelfde atomen bestaat maar op een andere manier is gerangschikt.Het isomeer kan dan in vloeibare vorm worden bewaard voor later gebruik wanneer dat nodig is, bijvoorbeeld 's nachts of in het holst van de winter.
Een katalysator geeft de bespaarde energie af als warmte terwijl het molecuul in zijn oorspronkelijke vorm wordt teruggebracht, klaar om opnieuw te worden gebruikt.
In de loop der jaren hebben onderzoekers het systeem zo verfijnd dat het nu mogelijk is om de energie voor een ongelooflijke 18 jaar op te slaan.
Een 'ultradunne' chip zet de opgeslagen zonne-energie om in elektriciteit
Zoals gedetailleerd beschreven in een nieuwe studie gepubliceerd inCelrapporten Fysische Wetenschapvorige maand is dit model nu een stap verder gegaan.
De Zweedse onderzoekers stuurden hun unieke molecuul, geladen met zonne-energie, naar collega's van de Shanghai Jiao Tong University.Daar werd de energie vrijgegeven en omgezet in elektriciteit met behulp van de generator die ze hadden ontwikkeld.
In wezen werd Zweedse zonneschijn naar de andere kant van de wereld gestuurd en in China omgezet in elektriciteit.
In wezen werd Zweedse zonneschijn naar de andere kant van de wereld gestuurd en in China omgezet in elektriciteit.
"De generator is een ultradunne chip die kan worden geïntegreerd in elektronica zoals koptelefoons, slimme horloges en telefoons", zegt onderzoeker Zhihang Wang van de Chalmers University of Technology.
“Tot nu toe hebben we maar kleine hoeveelheden elektriciteit opgewekt, maar de nieuwe resultaten laten zien dat het concept echt werkt.Het ziet er veelbelovend uit.”
Het apparaat zou mogelijk batterijen en zonnecellen kunnen vervangen, waardoor de manier waarop we de overvloedige energie van de zon gebruiken, wordt verfijnd.
Opgeslagen zonne-energie: een fossiele en emissievrije manier om elektriciteit op te wekken
Het mooie van dit gesloten, circulaire systeem is dat het werkt zonder CO2-uitstoot te veroorzaken, wat betekent dat het een groot potentieel heeft voor gebruik met hernieuwbare energie.
Het nieuwste Intergouvernementeel Panel van de VN inzake klimaatverandering(IPCC) rapportmaakt het overweldigend duidelijk dat we hernieuwbare energiebronnen moeten opvoeren en veel, veel sneller moeten afstappen van fossiele brandstoffen om een veilige klimaattoekomst veilig te stellen.
Hoewel aanzienlijke vooruitgang inzonne energieAls dit reden tot hoop geeft, waarschuwen de wetenschappers dat het enige tijd zal duren voordat de technologie in ons leven is geïntegreerd.Er is nog veel onderzoek en ontwikkeling nodig voordat we onze technische snufjes kunnen opladen of onze huizen kunnen verwarmen met de opgeslagen zonne-energie van het systeem, merken ze op.
“Samen met de verschillende onderzoeksgroepen die bij het project betrokken zijn, werken we nu aan het stroomlijnen van het systeem”, zegt Moth-Poulsen."De hoeveelheid elektriciteit of warmte die het kan winnen, moet worden verhoogd."
Hij voegt eraan toe dat hoewel het systeem is gebaseerd op eenvoudige materialen, het moet worden aangepast zodat het kosteneffectief is om te produceren voordat het op grotere schaal kan worden gelanceerd.
Posttijd: 16 juni-2022