Móilín nua chun acmhainneacht fuinnimh gréine a mhéadú go mór

Ní hamháin gurb í an ghrian an fhoinse fuinnimh is flúirseach atá ar eolas ag an duine, tá sí in-athnuaite gan teorainn, chomh fada agus atá sé fós ann. Leanann sé ar aghaidh ag giniúint méideanna iontacha fuinnimh ar bhonn laethúil, báisteach nó solas. Is féidir fuinneamh na gréine a bhailiú agus a stóráil ar go leor bealaí éagsúla, agus ní scaoileann úsáid fuinnimh gréine gáis cheaptha teasa, rud a d'fhéadfadh cabhrú le tionchar an athraithe aeráide a laghdú. Mar gheall ar na cúiseanna seo, tá fuinneamh na gréine ag éirí níos forleithne mar phríomhfhoinse fuinnimh in-athnuaite. Níl ann ach ceist ama go dtí go bhfaighidh an chine daonna bealaí le húsáid níos éifeachtaí a bhaint as fuinneamh na gréine - mar an nuálaíocht a gcuirtear síos uirthi thíos.

Ionramháil solas na gréine

Tá dhá phríomhchineál fuinnimh gréine ann: fótavoltach (PV), agus cumhacht gréine tiubhaithe (CSP), ar a dtugtar cumhacht teirmeach gréine freisin. Déanann fótavoltach solas na gréine a thiontú go leictreachas go díreach trí úsáid a bhaint as cealla gréine i bpainéil ghréine. Úsáideann cumhacht gréine tiubhaithe solas na gréine chun leacht a ghineann gal a théamh agus a thugann cumhacht do thuirbín fuinneamh a chruthú. Faoi láthair cuimsíonn PV 98% den fhuinneamh gréine domhanda, agus CSP mar an 2% eile.

Athraíonn PV agus CSP an chaoi a n-úsáidtear iad, an fuinneamh a tháirgtear, agus na hábhair a úsáidtear ina dtógáil. Fanann éifeachtúlacht an fhuinnimh a tháirgtear le PV seasmhach le méid an phainéil ghréine, rud a chiallaíonn nach n-ardóidh úsáid a bhaint as níos lú thar phainéal gréine níos mó an ráta táirgthe fuinnimh. Tá sé seo mar gheall ar na comhpháirteanna Iarmhéid an Chórais (BOS) a úsáidtear freisin i bpainéil ghréine, lena n-áirítear na crua-earraí, boscaí comhcheangail, agus inverters.

Le CSP, tá níos mó níos fearr. Toisc go n-úsáideann sé an teas ó ghhathanna na gréine, dá mhéad solas na gréine is féidir a bhailiú is amhlaidh is fearr. Tá an córas seo an-chosúil leis na stáisiúin chumhachta breosla iontaise atá in úsáid inniu. Is é an difríocht is mó ná go n-úsáideann CSP scátháin a léiríonn an teas ó sholas na gréine go sreabhán teasa (in ionad gual nó gás nádúrtha a dhó), a ghineann gal chun tuirbíní a chasadh. Déanann sé seo an CSP feiliúnach freisin do ghléasraí hibrideacha, amhail gás-tuirbín comhthimthrialla (CCGT), a úsáideann fuinneamh na gréine agus gás nádúrtha chun tuirbíní a iompú, ag giniúint fuinnimh. Le CSP, ní thugann an t-aschur fuinnimh ó fhuinneamh gréine isteach ach 16% de ghlanleictreachas. Táirgeann aschur fuinnimh CCGT ~55% glanleictreachas, i bhfad níos mó ná CSP amháin.

Ó thús humble

Tá Anders Bo Skov agus Mogens Brøndsted Nielsen ó Ollscoil Chóbanhávan ag iarraidh móilín a fhorbairt atá in ann fuinneamh na gréine a bhaint, a stóráil agus a scaoileadh ar bhealach níos éifeachtaí ná PV nó CSP. Ag baint úsáide as an gcóras dihydroazulene/vinyl hepta fulvene, DHA/VHF i mbeagán focal, tá dul chun cinn mór déanta ag an mbeirt ina gcuid taighde. Fadhb amháin a tháinig orthu ar dtús ná de réir mar a mhéadaigh toilleadh stórála na móilíní DHA/VHF, tháinig laghdú ar an gcumas an fuinneamh a choinneáil thar thréimhse fhada ama. Dúirt Mogens Brøndsted Nielsen, ollamh ó Roinn na Ceimice, “Is cuma cad a rinne muid chun é a chosc, d’athródh na móilíní a gcruth ar ais agus scaoilfí an fuinneamh stóráilte tar éis uair nó dhó. Ba é gnóthachtáil Anders gur éirigh leis an dlús fuinnimh a dhúbailt i móilín atá in ann a chruth a choinneáil ar feadh céad bliain. An t-aon fhadhb atá againn anois ná an chaoi a bhfaighimid é chun an fuinneamh a scaoileadh arís. Ní cosúil go bhfuil an móilín ag iarraidh a chruth a athrú ar ais arís.”

Ós rud é go bhfuil cruth an mhóilín nua níos cobhsaí is féidir leis an fuinneamh a choinneáil ar feadh níos faide, ach déanann sé níos éasca oibriú leis freisin. Tá teorainn theoiriciúil leis an méid fuinnimh is féidir le haonad socraithe móilíní a shealbhú, ar a dtugtar dlús fuinnimh. Go teoiriciúil is féidir le 1 cileagram (2.2 punt) de “móilín foirfe” mar a thugtar air 1 megajoule fuinnimh a stóráil, rud a chiallaíonn gur féidir leis an t-uasmhéid fuinnimh a shealbhú agus é a scaoileadh de réir mar is gá. Tá sé seo thart ar dhóthain fuinnimh chun 3 lítear (0.8 galún) uisce a théamh ó theocht an tseomra go dtí an fiuchphointe. Is féidir leis an méid céanna móilíní Skov 750 millilítear (3.2 quarts) a théamh ó theocht an tseomra go fiuchphointe i 3 nóiméad, nó 15 lítear (4 galún) in uair an chloig. Cé nach féidir leis na móilíní DHA/VHF oiread fuinnimh a stóráil agus is féidir le “móilín foirfe”, is méid suntasach é.

An eolaíocht taobh thiar den mhóilín

Tá an córas DHA/VHF comhdhéanta de dhá mhóilín, DHA, agus VHF. Tá an móilín DHA freagrach as fuinneamh na gréine a stóráil, agus scaoileann VHF é. Déanann siad é seo trí chruth a athrú nuair a thugtar isteach spreagthaí seachtracha dóibh, sa chás seo solas na gréine agus teas. Nuair a nochtar DHA do sholas na gréine stórálann sé fuinneamh na gréine, agus é sin á dhéanamh athraíonn an móilín a chruth go dtí an fhoirm VHF. Le himeacht ama, bailíonn VHF teas, nuair a bhíonn a dhóthain bailithe aige filleann sé ar ais go dtí a fhoirm DHA agus scaoileann sé fuinneamh na gréine.

Ag deireadh an lae

Tá Anders Bo Skov ar bís faoin móilín nua, agus le cúis mhaith. Cé nach féidir leis fuinneamh a scaoileadh go fóill, deir Skov: “Nuair a thagann sé chun cumhacht gréine a stóráil, tagann ár n-iomaíocht is mó ó chadhnraí litiam-ian, agus is miotal nimhiúil é litiam. Ní scaoileann mo mhóilín CO2, ná aon chomhdhúile ceimiceacha eile agus mé ag obair. Is ‘solas na gréine i gcumhacht amach’ é. Agus nuair a chaitheann an móilín amach lá amháin, díghrádaíonn sé go dathán atá le fáil freisin i bláthanna chamomile.” Ní hamháin go n-úsáidtear an móilín i bpróiseas nach scaoileann mórán nó aon gháis cheaptha teasa le linn é a bheith in úsáid, nuair a dhíghrádaíonn sé sa deireadh déanann sé amhlaidh i gceimiceán támh atá le fáil go nádúrtha sa chomhshaol.