@ 2018.11.10 , 14:00

这种液体可储存太阳能长达18年之久

太阳能有诸多的优点,比如说来源丰富——或者说来源单一,但到处都是,只要阳光普照之处,就有太阳能;更不用提它本身还是清洁的绿色能源了。但是,即便千好万好,太阳能也有不完美的地方。对于它产生的能量,仍然还没有廉价和有效的长期存储方式。

太阳能行业已经在这个坎上徘徊了好一段时间,但在过去一年里,石破天惊地冒出一系列四篇论文,似乎为我们送来了一个有趣的解决方案。

瑞典科学家开发出一种专门的液态物质,被称为太阳能热燃料,可以将太阳能储存十多年之久。

“太阳能热燃料就像一个可充电电池,但不是用电,而是阳光,并根据需要转化成热量。”麻省理工学院的工程师Jeffrey Grossman在接受NBC新闻采访时解释说。

这种液体实际上是一种液态分子——瑞典查尔姆斯理工大学的科学家们一直致力于改进它。

分子由碳、氢和氮组成,当它被太阳光照射时,它会发生一些不同寻常的事情:原子之间的键重新排列,变成一个充满能量的新分子,学名叫异构体。

就像陷捕捉动物一样,来自太阳的能量被关在了异构体的强化学键之间,并且即使分子被冷却到室温,能量依然被保存在化学键里。

当需要能量时——例如在夜间或冬天——液体可以简单地通过催化剂以热的形式释放出能量,该催化剂将分子打回原形,变成能量较低的原始版本。

“这种异构体可以存储能量长达18年之久,”来自查尔姆斯大学的纳米材料科学家Kasper Moth-Poulsen说。

能源系统的原型被放置在大学建筑的屋顶上,已经对它进行了测试,据研究人员称,实验结果引起了众多投资者的注意。

这种液体可储存太阳能长达18年之久
Chalmers University of Technology

这种可循环使用的、无排放的能量装置包含一个凹面反射器,里面装着液态分子,中心处有一条管道;反射器可以像卫星天线一样跟踪太阳。

系统以循环的方式工作。通过透明管泵送,液体被太阳光加热,降冰片二烯转化为异构体四环烷烃。然后将流体储存在室温下,同时能量损失达到最小。

当需要能量时,令流体通过特殊催化剂过滤装置,催化剂将四环烷烃分子转换回降冰片二烯,同时将流体温度升高至63摄氏度。

这些热量可以被用于家庭供暖系统,为建筑物的热水器、洗碗机、干衣机等提供动力,然后再次被泵到屋顶的反射器里。

研究人员已经循环超过125次,吸收热量,然后放出热量,并不会对分子造成严重的破坏。

“我们最近取得了许多重要进展,今天我们拥有一个全年都能使用的无排放能源系统。”Moth-Poulsen说。

据美国全国广播公司报道,随着研究的高速进展,开发人员声称,他们的液体现在每公斤可以保存250瓦时的能量,这是特斯拉Powerwall电池的容量的两倍,但仍有很大的提升空间。通过正确的操作,研究人员认为他们可以从这个系统中获得更多的热量,至少可以加热到110摄氏度。

“还有很多工作要做。我们刚刚只是让系统能用。现在我们要让一切都达到最优化设计。”Moth-Poulsen说。

如果一切顺利,Moth-Poulsen认为该技术可在10年内实现商业用途。

该系列的最新论文被发表在《能源与环境科学》上。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


支付宝打赏 [x]
您的大名: 打赏金额:
已打赏蛋友(1): XNsc
赞一个 (13)

24H最赞