鉅大LARGE | 點擊量:1277次 | 2018年11月13日
這種液體可儲存太陽能長達18年之久
太陽能有諸多的優(yōu)點,比如說來源豐富——或者說來源單一,但到處都是,只要陽光普照之處,就有太陽能;更不用提它本身還是清潔的綠色能源了。但是,即便千好萬好,太陽能也有不完美的地方。對于它產(chǎn)生的能量,仍然還沒有廉價和有效的長期存儲方式。
太陽能行業(yè)已經(jīng)在這個坎上徘徊了好一段時間,但在過去一年里,石破天驚地冒出一系列四篇論文,似乎為我們送來了一個有趣的解決方案。
瑞典科學家開發(fā)出一種專門的液態(tài)物質(zhì),被稱為太陽能熱燃料,可以將太陽能儲存十多年之久。
“太陽能熱燃料就像一個可充電電池,但不是用電,而是陽光,并根據(jù)需要轉(zhuǎn)化成熱量?!甭槭±砉W院的工程師JeffreyGrossman在接受NBC新聞采訪時解釋說。
這種液體實際上是一種液態(tài)分子——瑞典查爾姆斯理工大學的科學家們一直致力于改進它。
分子由碳、氫和氮組成,當它被太陽光照射時,它會發(fā)生一些不同尋常的事情:原子之間的鍵重新排列,變成一個充滿能量的新分子,學名叫異構(gòu)體。
就像陷捕捉動物一樣,來自太陽的能量被關(guān)在了異構(gòu)體的強化學鍵之間,并且即使分子被冷卻到室溫,能量依然被保存在化學鍵里。
當需要能量時——例如在夜間或冬天——液體可以簡單地通過催化劑以熱的形式釋放出能量,該催化劑將分子打回原形,變成能量較低的原始版本。
“這種異構(gòu)體可以存儲能量長達18年之久,”來自查爾姆斯大學的納米材料科學家KasperMoth-Poulsen說。
能源系統(tǒng)的原型被放置在大學建筑的屋頂上,已經(jīng)對它進行了測試,據(jù)研究人員稱,實驗結(jié)果引起了眾多投資者的注意。
這種可循環(huán)使用的、無排放的能量裝置包含一個凹面反射器,里面裝著液態(tài)分子,中心處有一條管道;反射器可以像衛(wèi)星天線一樣跟蹤太陽。
系統(tǒng)以循環(huán)的方式工作。通過透明管泵送,液體被太陽光加熱,降冰片二烯轉(zhuǎn)化為異構(gòu)體四環(huán)烷烴。然后將流體儲存在室溫下,同時能量損失達到最小。
當需要能量時,令流體通過特殊催化劑過濾裝置,催化劑將四環(huán)烷烴分子轉(zhuǎn)換回降冰片二烯,同時將流體溫度升高至63攝氏度。
這些熱量可以被用于家庭供暖系統(tǒng),為建筑物的熱水器、洗碗機、干衣機等提供動力,然后再次被泵到屋頂?shù)姆瓷淦骼铩?br/>
研究人員已經(jīng)循環(huán)超過125次,吸收熱量,然后放出熱量,并不會對分子造成嚴重的破壞。
“我們最近取得了許多重要進展,今天我們擁有一個全年都能使用的無排放能源系統(tǒng)?!盡oth-Poulsen說。
據(jù)美國全國廣播公司報道,隨著研究的高速進展,開發(fā)人員聲稱,他們的液體現(xiàn)在每公斤可以保存250瓦時的能量,這是特斯拉Powerwall電池的容量的兩倍,但仍有很大的提升空間。通過正確的操作,研究人員認為他們可以從這個系統(tǒng)中獲得更多的熱量,至少可以加熱到110攝氏度。
“還有很多工作要做。我們剛剛只是讓系統(tǒng)能用。現(xiàn)在我們要讓一切都達到最優(yōu)化設(shè)計?!盡oth-Poulsen說。
如果一切順利,Moth-Poulsen認為該技術(shù)可在10年內(nèi)實現(xiàn)商業(yè)用途。