Thiết bị mới thu và tích trữ năng lượng từ mặt trời

Các kỹ sư tại trường Đại học Houston đã chế tạo thiết bị hybrid mới để thu và lưu trữ năng lượng mặt trời. Thiết bị có thể được sử dụng cho nhiều mục đích như sản xuất điện, chưng cất và khử muối.

Không giống công nghệ quang điện chuyển đổi ánh nắng mặt trời thành điện năng, thiết bị hybrid mới thu và tích trữ nhiệt năng từ Mặt trời. Mặc dù các tấm pin mặt trời có chi phí ngày càng thấp, nhưng chúng chỉ cung cấp năng lượng khi có ánh nắng mặt trời. Vào những ngày trời ít mây, công nghệ quang điện không thể sản xuất điện vào ban đêm.

Tính độ ổn định là một trong những thách thức lớn của điện mặt trời và là mối quan tâm lớn khi ngành công nghiệp điện mặt trời mở rộng quy mô sản xuất. Thiết bị mới cho phép các nhà sản xuất điện cung cấp điện từ mặt trời suốt cả ngày. Các nhà nghiên cứu mô tả phát minh của họ như một thiết bị hybrid vì nó kết hợp hai công nghệ: lưu trữ năng lượng phân tử và lưu trữ nhiệt ẩn.

Các công nghệ thu nhiệt năng hiện nay chủ yếu dựa vào các hệ thống tập trung quang học đắt đỏ và không hiệu quả. Các thiết bị tích trữ nhiệt năng hiệu quả hơn, nhưng chúng không thể lưu trữ năng lượng ổn định trong thời gian dài.

Nhóm nghiên cứu đã kết hợp khả năng tích trữ năng lượng phân tử và nhiệt tiềm ẩn để lập mô hình hybrid tích hợp vừa thu và lưu trữ nhằm cung cấp năng lượng 24/7. Khi các kỹ sư thử nghiệm công nghệ hybrid trên quy mô nhỏ, hiệu suất trong ngày đạt 73%. Trên quy mô lớn, thiết bị đạt hiệu suất lên tới 90%. Trong đêm, năng lượng lưu trữ được phục hồi với hiệu suất 80%.

Thiết bị này hoạt động bằng cách thu năng lượng từ toàn bộ quang phổ ánh sáng, với mức thu nhiều nhất có thể để sử dụng ngay tức thì và tích trữ nhiệt năng thừa trong vật liệu lưu trữ phân tử duy nhất được gọi là norbornadiene-quadricyclane.

Vật liệu tổng hợp không chỉ hấp thụ và lưu trữ nhiệt hiệu quả, mà còn giải phóng nhiệt cũng hiệu quả. Vật liệu này không lưu trữ nhiệt năng từ mặt trời dưới dạng nhiệt như các thiết bị thương mại hiện nay, mà thay vào đó, tích trữ dưới dạng phân tử.

"Trong ngày, nhiệt năng từ mặt trời có thể thu được ở mức 120 độ C”, T. Randall Lee, giáo sư hóa học và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết. "Vào ban đêm, khi có ít hoặc không có bức xạ mặt trời, năng lượng dự trữ được khai thác bằng vật liệu lưu trữ phân tử, có thể chuyển đổi nó từ dạng phân tử năng lượng thấp sang phân tử năng lượng cao hơn".

Công nghệ cho phép thu hồi năng lượng với mức nhiệt vào ban đêm cao hơn ban ngày, giúp tăng hiệu quả của thiết bị.

N.P.D (NASATI), theo https://www.upi.com/Science_News/2019/11/20/New-device-can-capture-store-energy-from-the-sun/4401574273140/?sl=10, 20/11/2019