Elektronica op zonne-energie is een stap dichter bij het worden van een alledaags onderdeel van ons leven dankzij een “radicale” nieuwe wetenschappelijke doorbraak.
In 2017 hebben wetenschappers van een Zweedse universiteit een energiesysteem ontwikkeld dat het mogelijk maakt om zonne-energie tot 18 jaar op te vangen en op te slaan, en deze indien nodig als warmte vrij te geven.
Nu zijn de onderzoekers erin geslaagd het systeem elektriciteit te laten produceren door het aan te sluiten op een thermo-elektrische generator.Hoewel het concept dat is ontwikkeld aan de Chalmers University of Technology in Göteborg nog in de kinderschoenen staat, zou het de weg kunnen vrijmaken voor zelfopladende elektronica die op verzoek gebruik maakt van opgeslagen zonne-energie.
“Dit is een radicaal nieuwe manier om elektriciteit op te wekken uit zonne-energie.Het betekent dat we zonne-energie kunnen gebruiken om elektriciteit te produceren, ongeacht het weer, het tijdstip, het seizoen of de geografische locatie”, legt onderzoeksleider Kasper Moth-Poulsen, hoogleraar aan de afdeling Scheikunde en Chemische Technologie van Chalmers, uit.
“Ik ben erg enthousiast over dit werk”, voegt hij eraan toe.“We hopen dat dit met de toekomstige ontwikkeling een belangrijk onderdeel zal zijn in het toekomstige energiesysteem.”
Hoe kan zonne-energie worden opgeslagen?
Zonne-energie is een variabele hernieuwbare energiebron, omdat deze voor het grootste deel alleen werkt als de zon schijnt.Maar technologie om dit veelbesproken gebrek te bestrijden wordt al in snel tempo ontwikkeld.
Van afvalgewassen zijn zonnepanelen gemaaktabsorbeert UV-licht, zelfs op bewolkte dagenterwijl 'nachtelijke zonnepanelen' zijn gemaakt die zelfs werken als de zon onder is.
Het langdurig opslaan van de energie die ze opwekken is een andere zaak.Het zonne-energiesysteem dat in 2017 bij Chalmers werd gecreëerd, staat bekend als 'MOST': Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems.
De technologie is gebaseerd op een speciaal ontworpen molecuul koolstof, waterstof en stikstof dat van vorm verandert als het in contact komt met zonlicht.
Het verandert van vorm in een 'energierijk isomeer': een molecuul dat uit dezelfde atomen bestaat, maar op een andere manier bij elkaar is gerangschikt.Het isomeer kan vervolgens in vloeibare vorm worden opgeslagen voor later gebruik wanneer dat nodig is, zoals 's nachts of midden in de winter.
Een katalysator geeft de bespaarde energie vrij als warmte, terwijl het molecuul in zijn oorspronkelijke vorm terugkeert, klaar om opnieuw te worden gebruikt.
Door de jaren heen hebben onderzoekers het systeem zo verfijnd dat het nu mogelijk is om de energie maar liefst 18 jaar op te slaan.
Een ‘ultradunne’ chip zet de opgeslagen zonne-energie om in elektriciteit
Zoals beschreven in een nieuwe studie gepubliceerd inCelrapporteert natuurwetenschappenvorige maand is dit model nu een stapje verder gegaan.
De Zweedse onderzoekers stuurden hun unieke molecuul, geladen met zonne-energie, naar collega's van de Shanghai Jiao Tong Universiteit.Daar kwam de energie vrij en werd met behulp van de door hen ontwikkelde generator omgezet in elektriciteit.
In wezen werd de Zweedse zonneschijn naar de andere kant van de wereld gestuurd en in China omgezet in elektriciteit.
In wezen werd de Zweedse zonneschijn naar de andere kant van de wereld gestuurd en in China omgezet in elektriciteit.
“De generator is een ultradunne chip die kan worden geïntegreerd in elektronica zoals koptelefoons, smartwatches en telefoons”, zegt onderzoeker Zhihang Wang van Chalmers University of Technology.
“Tot nu toe hebben we slechts kleine hoeveelheden elektriciteit opgewekt, maar de nieuwe resultaten laten zien dat het concept echt werkt.Het ziet er veelbelovend uit.”
Het apparaat zou mogelijk batterijen en zonnecellen kunnen vervangen, waardoor de manier waarop we de overvloedige energie van de zon gebruiken, kan worden verfijnd.
Opgeslagen zonne-energie: een fossiele en emissievrije manier om elektriciteit op te wekken
Het mooie van dit gesloten, circulaire systeem is dat het werkt zonder CO2-uitstoot te veroorzaken, wat betekent dat het een groot potentieel heeft voor gebruik met hernieuwbare energie.
Het nieuwste Intergouvernementele Panel over Klimaatverandering van de VN(IPCC-)rapportmaakt het overweldigend duidelijk dat we hernieuwbare energiebronnen moeten opvoeren en veel en veel sneller moeten afstappen van fossiele brandstoffen om een veilige klimaattoekomst veilig te stellen.
Hoewel er aanzienlijke vooruitgang is geboekt inzonne energieHoewel dit reden tot hoop geeft, waarschuwen de wetenschappers dat het enige tijd zal duren voordat de technologie in ons leven wordt geïntegreerd.Er moet nog veel onderzoek en ontwikkeling gebeuren voordat we onze technische snufjes kunnen opladen of onze huizen kunnen verwarmen met de opgeslagen zonne-energie van het systeem, merken ze op.
“Samen met de verschillende onderzoeksgroepen die bij het project betrokken zijn, werken we nu aan het stroomlijnen van het systeem”, zegt Moth-Poulsen.“De hoeveelheid elektriciteit of warmte die het kan onttrekken moet vergroot worden.”
Hij voegt eraan toe dat, ook al is het systeem gebaseerd op eenvoudige materialen, het moet worden aangepast zodat het kosteneffectief kan worden geproduceerd voordat het op grotere schaal kan worden gelanceerd.
Posttijd: 16 juni 2022