ذخیره انرژی خورشید: راه حل، استفاده از محلول‌ها نیست

ذخیره انرژی خورشید: راه حل، استفاده از محلول‌ها نیست

ذخیره انرژی خورشید: راه حل، استفاده از محلول‌ها نیست

  • شعار
  • ۳۰ تیر ۱۳۹۷

برداشت انرژی خورشیدی هیچ‌گاه ساده‌تر از قراردادن یک ماده در معرض خورشید و سپس استفاده از ماده حرارت‌دیده در یک کاربرد دیگر نخواهد شد. مثا‌ل‌های زیادی از کاربرد این ایده در مقیاس‌های صنعتی وجود دارد، اما ذخیره طولانی مدت این مواد پر حررات یک چالش مهندسی است.


مواد شیمیایی زیادی وجود دارند که در حضور نور خورشید وارد واکنش‌های مورد نیاز برای تشکیل یک ماده شیمیایی جدید با ذخیره انرژی بیشتر شوند. بدین ترتیب، انرژی خورشیدی به‌جای ذخیره شدن به شکل حرارت، در پیوندهای ماده شیمیایی جدید ذخیره می‌شود. وقتی که مولکول‌های با انرژی بالا دوباره به مواد اولیه برگردند، حرارت تولید می‌شود. طراحی یک ماده شیمیایی که بتواند این سیکل را به شکلی تحت کنترل و موثر انجام دهد، موضوع تحقیقات جدی و رو به رشدی است.

چنین ماده‌ای باید حائز طیفی از شرایط باشد. باید قابلیت بسیار بالای جذب نور در طیف نور خورشیدی داشته باشد، دانسیته انرژی بالایی داشته باشد و مهم است که این ماده به شکل مایع باشد؛ چرا که انحلال ماده شیمیایی در یک حلال، دانسیته انرژی آن را به شدت کاهش می‌دهد. پیش از انتشار مقاله اخیر در ژورنال Advanced Energy Materials، هیچ مایعی برای استفاده در چنین سیستمی گزارش نشده بود.

شش ترکیب جدید ساخته شدند و ویژگی‌های هر کدام از آ‌ن‌ها در حالت محلول بررسی شد. یافته‌ها نشان داد که یکی از این شش ترکیب در طول تبدیل به ماده اولیه تجزیه شد، در یک مورد دیگر محصول واکنش فتوشیمیایی پایدارتر از آن بود که مفید و قابل کاربرد باشد. دانسیته انرژی ۴ ترکیب باقیمانده محاسبه شد و بهترینِ آن‌ها دانسیته انرژی‌ معادل افزایش دمای ۳۰۰ درجه سانتیگراد را از خود نشان داد.

زمانی که ترکیبات بهینه در محلول تولید شدند، نیمه عمری بین ۲ تا ۶ روز داشتند و این مدت زمان مناسبی برای برداشت تحت کنترل انرژی در زمان عدم حضور خورشید است. با این حال، وقتی که حلال حذف شد، نیمه عمر مایعات بسیار کوتاه‌تر و بین ۳ تا ۲۰۰ دقیقه گزارش شد. بهبود پایداری این ترکیبات یکی از چالش‌های کلیدی در تولید نسل بعدی آن‌هاست.