A fűtési rendszerek dekarbonizációja az energetika egyik legnagyobb kihívása, hiszen a világ hőigényének jelentős részét még ma is fosszilis forrásokból fedezzük. Egy friss tudományos felfedezés azonban radikálisan új irányt szabhat az energiatárolásnak. Grace Han, a Kaliforniai Egyetem (UCSB) professzora egy hétköznapi, mégis fájdalmas élményből – a napégésből – merített ihletet egy olyan fotokémiai rendszer kidolgozásához, amely a DNS-molekulák alakváltozását utánozva képes a napsugárzást kémiai energiává konzerválni.
A technológia alapja a molekuláris napenergia-tárolás (Most). Ez a folyamat úgy működik, mint egy molekuláris szintű rugó:
a speciálisan tervezett molekulák fény hatására elcsavarodnak, és ebben a feszült állapotban tartják fogva az energiát. Amikor szükség van rá, egy katalizátor hatására a molekulák visszanyerik eredeti alakjukat, és a tárolt energiát hő formájában adják le.
Ez a megoldás az egyik legígéretesebb alternatíva a szezonális tárolásra, mivel az energia hónapokig, vagy akár évekig is megőrizhető anélkül, hogy a hagyományos puffertartályoknál tapasztalt hűlési veszteséggel kellene számolni.
A kutatócsoport nemrégiben közzétett eredményei szerint az általuk fejlesztett rendszer 1,65 megajoule/kilogramm energiasűrűséget produkált. Ez az érték tudományos szempontból kiemelkedő, hiszen jelentősen magasabb, mint a jelenlegi legelterjedtebb energiatárolók, például a lítium-ion akkumulátorok energiasűrűsége.
A laboratóriumi kísérletek során a molekulákban tárolt energia elegendőnek bizonyult ahhoz, hogy egy fiola vizet látványos gyorsasággal forráspontig hevítsen, bizonyítva a technológia gyakorlati hőtermelő képességét.
Fotó: Shutterstock
A fűtés korszerűsítése előtt álló szakemberek számára különösen izgalmas a rendszer modularitása. Bár a jelenlegi prototípus még speciális UV-fényt és korrozív katalizátort igényel, a kutatások iránya a látható fényre való érzékenység és a környezetbarátabb energiafelszabadítás felé mutat. A jövőben ezek az anyagok szilárdtest-tárolókban, vagy akár intelligens ablakbevonatokként is funkcionálhatnak, amelyek napközben „feltöltődnek”, éjszaka pedig közvetlenül az épület szerkezetét fűtik.
Ez a technológia a decentralizált energiaellátás egyik tartóoszlopa lehet. Mivel a rendszer nem igényel tüzelőanyagot, és bárhol telepíthető, ahol süt a nap, kiküszöböli a szállítási és tárolási függőségeket. Bár a terület jelenleg még a tudományos világ egyik réspiaci szegmensének számít, az elért eredmények azt vetítik előre, hogy a molekuláris szintű hőtárolás az egyik legmeghatározóbb innovációvá válhat a zöld fűtési megoldások piacán.
Forrás: bbc.com
Indexkép: Shutterstock
