Revolucionarni material hrani sončno energijo še ure po sončnem zahodu

Revolucionarni material hrani sončno energijo še ure po sončnem zahodu

Najnovejši razvoj na področju shranjevanja energije obljublja v prihodnost usmerjen pristop k uporabi obnovljive energije. Raziskovalci na Tehnična univerza v Münchnu (TUM), Max Planck Institute for Solid State Research in Univerza v Stuttgartu sta razvila nov material, ki absorbira sončno svetlobo in zagotavlja dolgoročno shranjevanje energije. Ta zelo porozen, dvodimenzionalni organski okvirni material, tako imenovani kovalentni organski okvir (COF), temelji na naftalendiimidu in omogoča shranjevanje energije v vodnem mediju več kot 48 ur.

Inovativni material stabilizira naboje, ki nastanejo med absorpcijo sončne svetlobe, tako da vpliva na orientacijo okoliških molekul vode. To ustvari energijsko oviro, ki preprečuje, da bi se ti naboji ponovno združili. Z zmogljivostjo shranjevanja 38 mAh/g prekaša številne obstoječe optoionske materiale ter primerljive okvirne materiale in druge molekularne polprevodnike.

Tehnološke funkcionalnosti in prednosti

Kombinacija izrabe svetlobe in dolgoročnega shranjevanja v materialu brez kovin odpira nove perspektive za shranjevanje energije. Ta razvoj podpira Grozd odličnosti e-pretvorbe, katerega namen je doseči večjo učinkovitost pri pretvorbi in shranjevanju energije. COF, ki temeljijo na retikularni in dinamični kovalentni kemiji, ponujajo velik potencial pri razvoju naprednih energetskih naprav. To je podprto s fleksibilnostjo oblikovanja in nastavljivo poroznostjo membran, ki omogočata nove možnosti shranjevanja in pretvorbe energije.

Glede na člen Sedanje raziskave zagotavljajo celovit pregled membran COF v energetskih specifičnih aplikacijah, vključno z gorivnimi celicami, baterijami za ponovno polnjenje, superkondenzatorji in fotoosmotsko pretvorbo energije. Raziskovalne dejavnosti se osredotočajo tudi na metode sinteze in inovativne aplikacije teh materialov.

Prihodnji izzivi in ​​priložnosti

Pomemben problem na področju shranjevanja energije je potreba po obravnavanju uporabe obnovljive energije, ki je zelo odvisna od časa dneva in vremenskih razmer. Alexander Opitz, profesor elektrokemične pretvorbe energije na Dunajski tehnični univerzi, poudarja pomen novih tehnologij, kot so kisikove ionske baterije, ki ne zahtevajo kritičnih elementov, kot sta litij ali kobalt. Te baterije bi lahko zmanjšale odvisnost od geopolitičnih surovin in so negorljive ter nestrupene.

Z reverzibilnim premikanjem kisikovih ionov med elektrodami pri temperaturah od 300 do 500 °C ponujajo kisikove ionske baterije pomembne prednosti. Ta tehnologija je namenjena podpori stacionarnega shranjevanja energije s preusmeritvijo električne energije iz časov visoke proizvodnje v čase velikega povpraševanja. Michael Strugl, izvršni direktor podjetja VERBUND, poudarja nujnost nenehnih raziskav za pospešitev preobrazbe energetskega sistema.

Odprtje Christian Dopplerjevega laboratorija za raziskave kisikovih ionskih baterij predstavlja pomemben korak. Vodi ga Zvezno ministrstvo za gospodarstvo, energijo in turizem in si prizadeva za nadaljnji razvoj praktičnih zmogljivosti uporabe te tehnologije.