Materialul revoluționar stochează energia solară ore întregi după apusul soarelui

Materialul revoluționar stochează energia solară ore întregi după apusul soarelui

Cele mai recente evoluții în stocarea energiei promit o abordare orientată spre viitor a utilizării energiei regenerabile. Cercetătorii din Universitatea Tehnică din München (TUM), Institutul Max Planck pentru Cercetare în Starea Solidă și Universitatea din Stuttgart au dezvoltat un material nou care absoarbe lumina soarelui și asigură stocarea de energie pe termen lung. Acest cadru organic bidimensional extrem de poros, așa-numitul cadru organic covalent (COF), are la bază naftalendiimidă și permite stocarea energiei într-un mediu apos timp de peste 48 de ore.

Materialul inovator stabilizează sarcinile create în timpul absorbției luminii solare influențând orientarea moleculelor de apă din jur. Acest lucru creează o barieră energetică care împiedică recombinarea acestor sarcini. Cu o capacitate de stocare de 38 mAh/g, depășește multe materiale optoionice existente, precum și materiale cadru comparabile și alți semiconductori moleculari.

Funcționalități și avantaje tehnologice

Combinația dintre utilizarea luminii și stocarea pe termen lung într-un material fără metal deschide noi perspective pentru stocarea energiei. Această dezvoltare este susținută de Clusterul de excelență e-conversion, care își propune să obțină o eficiență mai mare în conversia și stocarea energiei. COF-urile bazate pe chimie reticulară și covalentă dinamică oferă un mare potențial în dezvoltarea dispozitivelor energetice avansate. Acest lucru este susținut de flexibilitatea în proiectare și de porozitatea reglabilă a membranelor, care permit noi posibilități de stocare și conversie a energiei.

Potrivit Articol Cercetările actuale oferă o imagine de ansamblu cuprinzătoare a membranelor COF în aplicații specifice energiei, inclusiv celule de combustibil, baterii reîncărcabile, supercondensatori și conversie a energiei foto-osmotice. Activitățile de cercetare se concentrează, de asemenea, pe metode de sinteză și aplicații inovatoare ale acestor materiale.

Provocări și oportunități viitoare

O problemă semnificativă în domeniul stocării energiei este necesitatea de a aborda utilizarea energiei regenerabile, care este foarte dependentă de ora din zi și de condițiile meteorologice. Alexander Opitz, profesor de conversie electrochimică a energiei la Universitatea de Tehnologie din Viena, subliniază importanța noilor tehnologii, precum bateriile cu ioni de oxigen, care nu necesită elemente critice precum litiu sau cobaltul. Aceste baterii ar putea reduce dependența de materiile prime geopolitice și sunt neinflamabile și netoxice.

Prin deplasarea reversibilă a ionilor de oxigen între electrozi la temperaturi de 300 până la 500 °C, bateriile cu ioni de oxigen oferă avantaje semnificative. Această tehnologie este menită să susțină stocarea staționară a energiei prin deplasarea energiei electrice din perioadele de producție ridicată în perioade de cerere mare. Michael Strugl, CEO al VERBUND, subliniază urgența cercetării continue pentru a avansa în transformarea sistemului energetic.

Deschiderea Laboratorului Christian Doppler pentru cercetarea bateriilor cu ioni de oxigen reprezintă un pas important. Este condus de Ministerul Federal pentru Afaceri Economice, Energie și Turism și își propune să dezvolte în continuare capacitățile de aplicare practică a acestei tehnologii.