אלקטרוניקה המונעת באמצעות אנרגיה סולארית היא צעד אחד קרוב יותר להפוך לחלק יומיומי מחיינו הודות לפריצת דרך מדעית חדשה "רדיקלית".
בשנת 2017, מדענים באוניברסיטה שוודית יצרו מערכת אנרגיה המאפשרת ללכוד ולאגור אנרגיית שמש עד 18 שנים, ולשחרר אותה כחום בעת הצורך.
כעת החוקרים הצליחו לגרום למערכת לייצר חשמל באמצעות חיבורה לגנרטור תרמו-אלקטרי.למרות שעדיין בשלביו הראשונים, הרעיון שפותח באוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה בגוטנברג יכול לסלול את הדרך לאלקטרוניקה נטענת עצמית המשתמשת באנרגיה סולארית מאוחסנת לפי דרישה.
"זוהי דרך חדשה לחלוטין להפקת חשמל מאנרגיה סולארית.זה אומר שאנחנו יכולים להשתמש באנרגיה סולארית כדי לייצר חשמל ללא קשר למזג האוויר, השעה ביום, העונה או המיקום הגיאוגרפי", מסביר מנהיג המחקר קספר מות'-פולסן, פרופסור במחלקה לכימיה והנדסה כימית בצ'אלמרס.
"אני מאוד נרגש מהעבודה הזו", הוא מוסיף."אנו מקווים שעם פיתוח עתידי זה יהיה חלק חשוב במערכת האנרגיה העתידית."
כיצד ניתן לאגור אנרגיה סולארית?
אנרגיה סולארית היא משתנה המתחדש מכיוון שלרוב היא פועלת רק כשהשמש זורחת.אבל טכנולוגיה להילחם בפגם המדובר הזה כבר מפותחת בקצב מהיר.
פאנלים סולאריים נוצרו מגידולי פסולתלספוג אור UV גם בימים מעונניםבזמן 'פאנלים סולאריים בלילהנוצרו כי העבודה אפילו לאחר שקיעת השמש.
אחסון לטווח ארוך של האנרגיה שהם מייצרים זה עניין אחר.מערכת האנרגיה הסולארית שנוצרה בצ'למרס בשנת 2017 ידועה בשם 'MOST': Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems.
הטכנולוגיה מבוססת על מולקולה שתוכננה במיוחד של פחמן, מימן וחנקן המשנה צורה כשהיא באה במגע עם אור השמש.
הוא עובר צורה ל'איזומר עשיר באנרגיה' - מולקולה המורכבת מאותם אטומים אך מסודרת יחד בצורה שונה.לאחר מכן ניתן לאחסן את האיזומר בצורה נוזלית לשימוש מאוחר יותר בעת הצורך, כגון בלילה או במעמקי החורף.
זרז משחרר את האנרגיה שנחסכה כחום תוך החזרת המולקולה לצורתה המקורית, מוכנה לשימוש שוב.
במהלך השנים, חוקרים חידדו את המערכת עד שכעת ניתן לאגור את האנרגיה למשך 18 שנים מדהימות.
שבב 'דק במיוחד' הופך את אנרגיית השמש האצורה לחשמל
כפי שמפורט במחקר חדש שפורסם בCell Reports Physical Scienceבחודש שעבר, המודל הזה נלקח כעת צעד קדימה.
החוקרים השבדים שלחו את המולקולה הייחודית שלהם, עמוסה באנרגיה סולארית, לעמיתים באוניברסיטת שנגחאי ג'יאאו טונג.שם השתחררה האנרגיה והומרה לחשמל באמצעות הגנרטור שפיתחו.
בעיקרו של דבר, אור השמש השוודי נשלח לצד השני של העולם והומר לחשמל בסין.
בעיקרו של דבר, אור השמש השוודי נשלח לצד השני של העולם והומר לחשמל בסין.
"הגנרטור הוא שבב דק במיוחד שיכול להשתלב באלקטרוניקה כמו אוזניות, שעונים חכמים וטלפונים", אומר החוקר Zhihang Wang מאוניברסיטת צ'אלמרס לטכנולוגיה.
"עד כה, ייצרנו רק כמויות קטנות של חשמל, אבל התוצאות החדשות מראות שהקונספט באמת עובד.זה נראה מאוד מבטיח".
המכשיר עשוי להחליף סוללות ותאים סולאריים, ולכוון עדין את האופן שבו אנו משתמשים באנרגיה השופעת של השמש.
סולארית מאוחסנת: דרך נטולת מאובנים ופליטות לייצור חשמל
היופי של המערכת הסגורה והמעגלית הזו הוא שהיא פועלת מבלי לגרום לפליטת CO2, כלומר יש לה פוטנציאל גדול לשימוש עם אנרגיה מתחדשת.
הפאנל הבין-ממשלתי האחרון של האו"ם לשינויי אקליםדו"ח (IPCC).מבהיר באופן גורף שעלינו להגביר את האנרגיה המתחדשת ולהתרחק מדלקים מאובנים הרבה הרבה יותר מהר כדי להבטיח עתיד אקלים בטוח.
בעוד התקדמות משמעותית בתחוםאנרגיה סולאריתכמו זה נותן סיבה לתקווה, המדענים מזהירים שייקח זמן עד שהטכנולוגיה תשתלב בחיינו.הרבה מחקר ופיתוח נותרו לפני שנוכל להטעין את הגאדג'טים הטכניים שלנו או לחמם את ביתנו באנרגיית השמש המאוחסנת של המערכת, הם מציינים.
"יחד עם קבוצות המחקר השונות שנכללו בפרויקט, אנו פועלים כעת לייעל את המערכת", אומרת Moth-Poulsen."צריך להגדיל את כמות החשמל או החום שהוא יכול להפיק."
הוא מוסיף כי למרות שהמערכת מבוססת על חומרים פשוטים, יש להתאים אותה כך שתהיה חסכונית לייצור לפני שניתן יהיה להשיק אותה באופן נרחב יותר.
זמן פרסום: 16 ביוני 2022