iPon Hírek

Izomer molekulák segíthetnek a Nap hőjének tárolásában

Dátum | 2014. 04. 15.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

A napelemek egyik nagy problémája, hogy csak nap közben képesek központi csillagunk fényének kiaknázására. Ha tehát éjszaka is profitálni akarunk belőlük, valamilyen módon tárolni kell a napsütéses órákban begyűjtött energiát, ezek a megoldások azonban többnyire nagyon veszteségesek. A problémára részleges megoldást kínálhat az MIT és a Harvard kutatóinak új találmánya: egy olyan anyag, amely képes elnyelni a Nap hőjét, tárolni azt, majd igény szerint újra kisugározni az energiát.
A megoldás biztosan nem fogja forradalmasítani a napenergia iparát, elektromosság termelésére ugyanis csak nagyon korlátozottan alkalmas. Azokon a területeken azonban, ahol a kifejezetten hőre van szükség, például épületek fűtése, főzés vagy ipari melegítési folyamatok során, kiváló megoldást jelenthet. A módszerrel begyűjthetővé, tárolhatóvá és bármikor hozzáférhetővé válik a Nap hőenergiája, mondja Jeffrey Grossman, a kutatás résztvevője. A rendszer olyan molekulák használatára épül, amelyek fény hatására egyik stabil szerkezeti állapotból egy másik, szintén stabil struktúrába alakulnak át, azaz egymás izomerjei. Ha aztán „feltöltött” állapotban egy kisebb energialöketnek tesszük ki őket, visszaugranak eredeti helyzetükbe, és közben leadják a felvett hőenergiát. Grossman és kollégái három évvel ezelőtt egy ilyen viselkedésű anyag elméleti szerkezetét vázolták fel, azóta pedig a tettek mezejére léptek, és igyekeztek ténylegesen előállítani az újfajta napelemet. A legnagyobb kihívásnak az bizonyult a munka során, hogy az energiatároló molekulákat kellő sűrűségben sikerüljön a cellába pakolni. A számítógépes modellezés során az azobenzén molekulákat szén nanocsövekre helyezték, így sikerült elérni ugyanis azt, hogy a molekula a két szélsőséges energiaállapotban hasonlóan stabil maradjon, illetve központilag vezérelhető legyen a rendszer. A gyakorlati megvalósítás során azonban a kívánatosnak ítélt molekulasűrűség felét sem sikerült megvalósítani. A szakértőket ekkor érte a legnagyobb meglepetés: a hőtároló cella ennek ellenére annyi energia tárolására volt képes, amelyet kétszer ennyi molekula alkalmazásával reméltek elérni. A közelebbi vizsgálat kiderítette, hogy bár az egyes csövekre valóban a kívántnál ritkásabban sikerült csak elhelyezni a molekulákat, az egymás mellé kerülő nanocsövek kiálló tüskéi cipzárszerűen rendeződtek össze, a szakértők várakozásait jelentősen meghaladó molekulasűrűséget valósítva meg. A csövek ezen együttes rendszere jóval hatékonyabbá teszi az anyagot annál, amelyet egy-egy nanocső és a belőle kiálló molekulák lehetővé tehetnének, magyarázzák a kutatók. Ez a struktúra ugyanakkor számos új lehetőség előtt is kaput nyit, mondja Grossman. A hőtárolás optimalizálása érdekében a szomszédos csöveken akár eltérő molekulákat is alkalmazni lehetne, kombinálva ezek kedvező tulajdonságait egy minden eddiginél jobb hőtároló cella megalkotása érdekében. A kémiai hőtárolás nagy előnye, hogy a molekulák a jelek szerint nem használódnak el, vagyis hőtároló képességük nem romlik az idők során. Az új technológiával kapcsolatban persze még bőven akadnak megoldandó problémák is, hogy csak a legnagyobbat említsük: a szén nanocsövek előállítására továbbra sem létezik igazán egyszerű és olcsó megoldás.
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!