„Majster svetla“ uchová energiu roky

ZDROJ | CSIRO

Vedci z Lancasterovej univerzity vyvinuli nový materiál, ktorý dokáže akumulovať energiu z ultrafialového svetla a uchovávať ju celé mesiace, potenciálne roky. Materiál sa aktivuje svetlom a potom v prípade potreby uvoľní zadržanú energiu vo forme tepla.

Tím pracoval s materiálmi s kovovo-organickou štruktúrou (metal-organic framework, MOF), ktoré sa vyznačujú veľkou pórovitosťou, preto majú extrémne veľkú plochu. To im umožňuje zadržiavať veľké množstvo molekúl. Táto ich vlastnosť má dobré uplatnenie napríklad pri filtrovaní, alebo odsoľovaní vody, zachytávaní oxidu uhličitého zo vzduchu a podobne.

Pozrite siČistá energia má pred sebou explozívny rast. Ale nie všade

V novom výskume výskumníci z Lancasteru vyskúšali, ako by mohli MOF materiály akumulovať energiu. Začali s verziou materiálu s názvom DMOF1, ktorého póry naplnili molekulami azobenzénu. Táto zlúčenina vynikajúco absorbuje svetlo, ktoré jej molekuly fyzicky deformuje.

Keď je materiál vystavený UV žiareniu, molekuly azobenzénu sa ohnú do napnutého tvaru. V bežných podmienkach by sa vrátili do pôvodného tvaru hneď, keď svetlo prestane pôsobiť. Lenže malé póry MOF ich udržujú zaseknuté v tomto tvare, takže ukladajú svoju potenciálnu energiu podobne ako stlačená pružina.

ZDROJ | Chemistry of Materials

Keď je čas túto energiu uvoľniť, materiál sa mierne zahreje a okamžite rýchlo uvoľní svoju uloženú energiu v podobe „výbuchu“  tepla. Dobrou správou je, že uvoľnené teplo je oveľa vyššie ako „štartovacie“ teplo, takže reakcia je energeticky zisková.

Na skladovanie energie nie je potrebné žiadne externé napájanie a môže fungovať dlhšiu dobu pri izbovej teplote. Pri experimentoch v trvaní 4 mesiacov akumulovaná energia vydržala po celý čas a vedci odhadujú, že má potenciál uchovať sa v materiáli až 4,5 roka.

Pozrite siSuperkapacitory – energia ľahko, rýchlo, ale nie lacno

Funguje to podobne, ako materiály s fázovou zmenou, používané v gélových vreckových ohrievačoch rúk. Tieto ohrievače však musia byť pri ich dobíjaní zahrievané. Aby prebehla príslušná chemická reakcia, treba ich napríklad povariť vo vode, kým nový materiál berie energiu z UV svetla priamo zo Slnka. Keďže nemá žiadne pohyblivé, ani elektronické časti, pri ukladaní a uvoľňovaní energie nedochádza k stratám.

ZDROJ | Dreamstime

Materiál zatiaľ nemá veľkú energetickú hustotu, takže v solárnych elektrárňach nenahradí veľké akumulačné systémy založené na Li-ion batériách, ale vedci veria, že ďalší výskum prinesie posun aj v tejto oblasti.

Ani potom nebude táto technológia konkurenciou pre Tesla Megapack, ale mohla by sa uplatniť inak. Takéto MOF materiály by sa dali použiť na zachytenie energie zo Slnka počas dňa, aby sa postupne uvoľnila vo forme tepla v noci, alebo vo väčšom meradle na ukladanie solárnej energie počas leta na zimné vykurovanie. S podobnou myšlienkou fungujú veľkokapacitné zemné akumulátory.

Špeciálne nátery by mohli pomáhať pri temperovaní budov, alebo pri rozmrazovaní okien na autách v zime. Všetci, čo parkujú vonku by takúto technológiu privítali.

ZdrojNew Atlas

Komentáre k článku