世界微动态丨无排放能源系统为冬季节省了夏日阳光的热量

来源：城市网 2023-06-25 02:02:35

(资料图片)

来自瑞典查尔姆斯理工大学的一个研究小组在开发一种特殊设计的分子方面取得了很大进展，该分子可以存储太阳能供以后使用。这些进展已经在四篇科学文章中提出，最近出现在能源与环境科学中。

大约一年前，研究人员提出了一种分子，是能够储存太阳能的能量。该分子由碳，氢和氮制成，具有独特的性质，当它受到阳光的照射时，它会转化为富含能量的异构体 - 由相同原子组成的分子，但以不同的方式结合在一起。

然后可以储存该异构体以便在以后需要该能量时使用 - 例如，在夜晚或冬天。它是液体形式，适用于太阳能系统，研究人员称之为分子太阳能热能储存(MOST)系统。去年，研究人员在MOST的发展方面取得了很大进展。

该研究小组开发了一种控制储存能量释放的催化剂。催化剂充当过滤器，液体流过该过滤器，产生使液体温度升高63摄氏度的反应。如果液体在通过过滤器时温度为20摄氏度，则在83摄氏度时从另一侧流出。同时，它将分子恢复到原始状态，这样它就可以重新用于升温系统。

“这种异构体的能量现在可以储存长达18年。当我们提取能量并使用它时，我们得到的温暖增加比我们所希望的更大，”研究团队的负责人Kasper Moth说道。 Poulsen，化学与化学工程系教授。

在同一时期，研究人员还学会了改进分子的设计，以提高其储存能力，使异构体能够存储长达18年的能量。这是一项至关重要的改进，因为该项目的重点主要是化学能源储存。此外，该系统以前依赖于使用易燃化学品甲苯。但现在，研究人员已经找到了一种去除潜在危险甲苯的方法，而只使用储能分子。

这些进步意味着MOST系统现在以循环方式工作。首先，液体从建筑物屋顶上的太阳能集热器中捕获来自太阳光的能量。然后将其储存在室温下，导致最小的能量损失。当需要能量时，可以通过催化剂吸收能量，使液体加热。可以设想，这种温暖可以在家用加热系统中使用，之后液体可以被送回屋顶以收集更多的能量 - 所有这些都完全没有排放物，并且不会损坏分子。

“我们最近取得了许多重大进展，今天，我们拥有一个全年都能使用的无排放能源系统，”Kasper Moth-Poulsen说。

太阳能集热器是凹面反射器，管道位于中心。它跟踪太阳在天空中的路径，并以与卫星天线相同的方式工作，将太阳光线聚焦在液体通过管道的位置。甚至可以在额外的管道上加入普通水，将系统与传统的水加热相结合。

研究人员接下来的步骤是将所有内容组合成一个连贯的系统。“还有很多工作要做。我们刚刚让系统工作。现在我们需要确保一切都经过优化设计，”Kasper Moth-Poulsen说。Kasper认为，该集团对存储能力感到满意，但可以提取更多能源。他希望该研究小组不久将实现至少110摄氏度的温度升高，并认为该技术可在10年内投入商业使用。

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