得益於一項「激進」的新科學突破,太陽能電子產品距離成為我們日常生活的一部分又更近了一步。
2017 年,瑞典一所大學的科學家創建了一種能源系統,可以捕獲和儲存太陽能長達 18 年,並在需要時將其作為熱量釋放。
現在,研究人員已經成功地透過將系統連接到熱電發電機來發電。這個概念是哥德堡查爾姆斯理工大學於 2022 年提出的。
“這是一種全新的太陽能發電方式。這意味著我們可以利用太陽能發電,無論天氣、時間、季節或地理位置如何,」研究負責人、查爾姆斯理工大學化學與化學工程系教授 Kasper Moth-Poulsen 解釋道。
“我對這項工作感到非常興奮,”他補充道。 “我們希望隨著未來的發展,這將成為未來能源系統的重要組成部分。”
太陽能如何儲存?
太陽能是一種可變的可再生能源,因為在大多數情況下,它只在陽光照射時發揮作用。但解決這項備受爭議的缺陷的技術已經在快速開發中。
太陽能板是由廢棄農作物製成的即使在陰天也能吸收紫外線儘管 '夜間太陽能板' 的設計即使在太陽落山後也能工作。
長期儲存它們所產生的能量是另一回事。查爾姆斯理工大學於 2017 年創建的太陽能係統被稱為“MOST”,意思是分子太陽能熱能儲存系統。
該技術基於專門設計的碳、氫和氮分子,當接觸陽光時會改變形狀。
它變形為「富含能量的異構體」——由相同原子組成但以不同方式排列在一起的分子。然後,異構體可以以液體形式儲存,以供以後需要時使用,例如在夜間或隆冬時使用。
催化劑將節省的能量以熱量的形式釋放出來,同時使分子恢復到原來的形狀,以備再次使用。
多年來,研究人員對該系統進行了改進,現在可以將能量儲存長達 18 年。
「超薄」晶片將儲存的太陽能轉換為電能
正如發表在《細胞報告物理科學上個月,這種模式現在又向前邁出了一步。
瑞典研究人員發送了他們獨特的分子,並載有太陽能,致上海交通大學的同事。在那裡,能量被釋放並使用他們開發的發電機轉化為電力。
本質上是瑞典語陽光被送往世界的另一端,在中國轉化為電力。
查爾姆斯理工大學研究員王志航表示:“該發生器是一種超薄晶片,可以整合到耳機、智慧手錶和電話等電子產品中。”
「到目前為止,我們只產生了少量電力,但新的結果表明這個概念確實有效。看起來非常有前途。
該設備有可能取代電池和太陽能電池,微調我們如何利用太陽能的豐富能源。
儲存太陽能:一種無化石且無排放的發電方式
這種封閉的循環系統的優點在於它的工作不會產生二氧化碳排放,這意味著它具有巨大的應用潛力再生能源。
最新的聯合國政府間氣候變遷專門委員會(政府間氣候變遷專門委員會)報告非常清楚地表明我們需要加大力度再生能源並更快地擺脫化石燃料,以確保安全的氣候未來。
雖然取得了重大進展太陽能科學家警告說,這項技術融入我們的生活還需要時間,這給人們帶來了希望。在我們能夠為我們的小工具或設備充電之前,還有大量的研究和開發工作要做給我們的家供暖他們指出,利用系統儲存的太陽能。
「我們現在正在與該計畫中的各個研究小組一起努力簡化該系統,」Moth-Poulsen 說。 “它可以提取的電量或熱量需要增加。”
他補充說,儘管該系統基於簡單的材料,但仍需要進行調整,以便在更廣泛地推出之前生產具有成本效益。