15/07/2011 - Ein neues System zur Speicherung von Sonnenenergie

Menéame

Bisher war die Umwandlung und Speicherung der Sonnenenergie für weitere chemische Anwendungen äußerst teuer und kompliziert. Jetzt ermöglicht eine neue Anwendung, die von Wissenschaftlern des Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt wurde, diese Energie zu nutzen, wenn sie wirklich notwendig ist.

Es gibt Technologien, die es uns ermöglichen, die Energie der Wellen, der Gezeiten, des Windes, der Sonne usw. zu nutzen. Diese Energie muss jedoch zum gleichen Zeitpunkt verbraucht werden wie sie produziert wird, so dass sie für ihre kommerzielle Nutzung sehr ineffizient ist. Die Lösung wäre die sichere Lagerung für den späteren Gebrauch (z. B. die Glühbirnen eines Hauses mit der Energie, die von den Solarzellen während des Tages gesammelt wird).

Die chemische Lagerung hat gegenüber anderen Systemen erhebliche Vorteile. Der Hauptgrund ist, dass sie über lange Zeit ohne erhebliche Energieverluste akkumuliert werden, sodass sie fast die ganze Zeit danach wieder aufholen können.

Die chemischen Systeme sind jedoch teuer und aus zwei Gründen schwer anzuwenden: dem Umwandlungs- und Akkumulationsprozess selbst, der unterschiedliche und komplizierte Zyklen erfordert, und der Verwendung eines seltenen und teuren Materials wie Ruthenium.

Im vergangenen Jahr fanden Professor am MIT Jeffrey Grossman und vier andere Kollegen eine Methode, um die Energie auf chemische Weise besser zu speichern. Sie haben jedoch bereits damals darauf hingewiesen, daß der Prozeß einfacher wäre, wenn andere Materialien mit den gleichen Eigenschaften und den meisten Eigenschaften gefunden würden. Grossman neben dem Forscher Alexie Kolpak hat ein Material mit diesen Eigenschaften gefunden.

Kohlenstoffnanoröhrenstrukturen

Das neue Material basiert auf Strukturen von Kohlenstoffnanoröhren in Kombination mit Azobenzol. Dieses neue Material "hat Eigenschaften, die in anderen Materialien nicht separat existieren," erklärt Grossman.

Diese Verbindung ist nicht nur weniger teuer und leichter zu bekommen als das Ruthenium, sondern hat eine größere Kapazität zur Anhäufung von Energie. Genau, erklärt der Forscher Alexie Kolpak, "etwa 10.000 mal mehr volumetrische Energiespeicherdichte als Lithium-Ion-Batterien." Darüber hinaus "können wir die molekularen Interaktionen kontrollieren, indem wir die angesammelte Energiemenge erhöhen und die Zeit, die gespeichert werden kann," so Kolpak. "Und vor allem können wir beide Faktoren unabhängig kontrollieren," so der Forscher.

Auf diese Weise ändert sich die molekulare Struktur der thermochemischen Speichermaterialien durch die Wirkung der Sonnenenergie. Zur Freisetzung der angesammelten Energie bedarf es später nur einer kleinen Temperaturänderung, einer chemischen Katalyse oder eines minimalen externen Reizes, um eine Kettenreaktion zu erzeugen und Energie zu nutzen.

Das Interessante an diesem neuen Material ist auch die Fähigkeit, den Prozess zu vereinfachen. In Grossmans Worten: "Wir haben ein Material, das Energie umwandelt und speichert" in einem einzigen Schritt, und dass es auch " robust, nicht degradiert und preiswert" ist.

Doch es bleibt noch viel zu erforschen in der Welt der neuen Materialien, die eine stabile und dauerhafte Speicherung von Energie ermöglichen. Wie die Forscher selbst sagen, "Ich glaube, es ist die Spitze des Eisbergs."

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