Molekul anyar kanggo nggedhekake potensial energi solar

Ora mung srengenge minangka sumber energi sing paling akeh sing dikawruhi manungsa, nanging bisa dianyari tanpa wates, anggere isih ana. Terus ngasilake energi sing nggumunake saben dina, udan utawa cerah. Energi solar bisa dikumpulake lan disimpen ing macem-macem cara, lan panggunaan energi solar ora ngetokake gas omah kaca, sing bisa mbantu nyuda dampak perubahan iklim. Amarga alasan kasebut, energi solar dadi luwih akeh dipilih minangka sumber energi sing bisa dianyari. Mung sawetara wektu nganti manungsa nemokake cara kanggo nggunakake energi solar kanthi luwih efisien - kayata inovasi sing diterangake ing ngisor iki.

Manipulasi srengenge

Ana rong jinis utama energi surya: fotovoltaik (PV), lan tenaga surya terkonsentrasi (CSP), uga dikenal minangka tenaga termal surya. Photovoltaics ngowahi sinar srengenge langsung dadi listrik nggunakake sel surya ing panel surya. Tenaga surya sing konsentrasi nggunakake sinar matahari kanggo ngetokake cairan sing ngasilake uap lan nguwasani turbin kanggo nggawe energi. PV saiki kalebu 98% energi solar global, karo CSP minangka 2%.

PV lan CSP beda-beda ing cara digunakake, energi sing diprodhuksi, lan bahan sing digunakake ing konstruksi. Efisiensi energi sing diasilake nganggo PV tetep konstan kanthi ukuran panel surya, tegese nggunakake panel surya sing luwih cilik tinimbang panel surya sing luwih gedhe ora bakal nambah tingkat produksi energi. Iki amarga komponen Balance-of-System (BOS) sing uga digunakake ing panel surya, sing kalebu hardware, kothak combiner, lan inverter.

Kanthi CSP, luwih gedhe luwih apik. Amarga nggunakake panas saka sinar srengenge, luwih akeh srengenge sing bisa dikumpulake luwih apik. Sistem iki meh padha karo pembangkit listrik bahan bakar fosil sing digunakake saiki. Bentenane utama yaiku CSP nggunakake pangilon sing nggambarake panas saka srengenge menyang cairan panas (tinimbang ngobong batu bara utawa gas alam), sing ngasilake uap kanggo nguripake turbin. Iki uga ndadekake CSP cocok kanggo tanduran hibrida, kayata turbin gas siklus gabungan (CCGT), sing nggunakake energi solar lan gas alam kanggo nguripake turbin, ngasilake energi. Kanthi CSP, output energi saka energi solar sing mlebu mung ngasilake listrik net 16%. Output energi CCGT ngasilake ~55% listrik net, luwih akeh tinimbang CSP wae.

Saka wiwitan andhap asor

Anders Bo Skov lan Mogens Brøndsted Nielsen saka Universitas Copenhagen nyoba ngembangake molekul sing bisa panen, nyimpen, lan ngeculake energi surya kanthi luwih efisien tinimbang PV utawa CSP. Nggunakake sistem dihydroazulene/vinyl hepta fulvene, DHA/VHF singkatan, pasangan wis nggawe strides gedhe ing riset. Siji masalah sing ditemokake ing wiwitan yaiku nalika kapasitas panyimpenan molekul DHA/VHF saya tambah, kapasitas kanggo nahan energi sajrone wektu sing suwe saya suda. Mogens Brøndsted Nielsen, profesor saka Departemen Kimia, ngendika, "Apa wae sing ditindakake kanggo nyegah, molekul kasebut bakal ngganti wujude lan ngeculake energi sing disimpen sawise mung siji utawa rong jam. Prestasi Anders yaiku dheweke bisa nggandake kapadhetan energi ing molekul sing bisa nahan wujude nganti satus taun. Masalah mung saiki yaiku kepiye carane ngeculake energi maneh. Molekul kasebut kayane ora pengin ngganti wujude maneh.

Amarga wangun molekul anyar luwih stabil bisa nahan energi luwih suwe, nanging uga luwih gampang digarap. Ana watesan teori babagan jumlah energi sing bisa ditahan dening unit molekul, iki diarani kapadhetan energi. Secara teoritis 1 kilogram (2.2 kilogram) saka sing diarani "molekul sampurna" bisa nyimpen 1 megajoule energi, tegese bisa nahan energi maksimal lan ngeculake yen perlu. Iki kira-kira cukup energi kanggo panas 3 liter (0.8 galon) banyu saka suhu kamar kanggo nggodhok. Jumlah molekul Skov sing padha bisa ngetokake 750 mililiter (3.2 liter) saka suhu kamar nganti nggodhok sajrone 3 menit, utawa 15 liter (4 galon) sajrone jam. Nalika molekul DHA / VHF ora bisa nyimpen energi minangka "molekul sampurna", iku jumlah sing signifikan.

Ilmu ing mburi molekul

Sistem DHA/VHF kasusun saka rong molekul, DHA, lan VHF. Molekul DHA tanggung jawab kanggo nyimpen energi surya, lan VHF ngeculake. Padha nindakake iki kanthi ngganti wangun nalika ngenalaken rangsangan njaba, ing kasus iki suryo srengenge lan panas. Nalika DHA kena sinar srengenge nyimpen energi surya, kanthi mangkono molekul kasebut ngganti wujud dadi VHF. Swara wektu, VHF nglumpukake panas, yen wis cukup diklumpukake bali menyang wangun DHA lan ngeculake energi solar.

Ing pungkasan dina

Anders Bo Skov rada bungah babagan molekul anyar, lan kanthi alasan sing apik. Sanajan durung bisa ngeculake energi, ujare Skov "Nalika nyimpen tenaga surya, kompetisi paling gedhe kita asale saka baterei lithium-ion, lan lithium minangka logam beracun. Molekulku ora ngeculake CO2, utawa senyawa kimia liyane nalika digunakake. Iku 'cahya srengenge ing-daya metu'. Lan nalika molekul kasebut ilang ing sawijining dina, mula dadi pewarna sing uga ditemokake ing kembang chamomile. Ora mung molekul sing digunakake ing proses sing ngeculake gas omah kaca sethithik utawa ora ana sajrone panggunaan, nalika pungkasane ngrusak dadi bahan kimia inert sing ditemokake kanthi alami ing lingkungan.