Các nhà nghiên cứu từ Đại học Houston vừa công bố một thiết bị mới có thể thu năng lượng mặt trời một cách hiệu quả và lưu trữ cho đến khi cần thiết để sử dụng.
Không giống như các tấm pin mặt trời, vốn dựa vào công nghệ quang điện để tạo ra điện trực tiếp, thiết bị lai thu nhiệt từ mặt trời và lưu trữ dưới dạng năng lượng nhiệt. Nó giải quyết một số vấn đề đã cản trở việc áp dụng năng lượng mặt trời ở quy mô rộng hơn, cho thấy một con đường sử dụng năng lượng mặt trời suốt ngày đêm, mặc dù thời gian ánh sáng mặt trời hạn chế. Thậm chí ngay cả ngày nhiều mây và các hạn chế khác.
Mô phỏng thiết bị mới của các nhà khoa học tại Đại học Houston (Mỹ).
Công trình được mô tả trong một báo cáo mới nhất kết hợp lưu trữ năng lượng phân tử và lưu trữ nhiệt ẩn để tạo ra một thiết bị thu hoạch, lưu trữ tích hợp cho hoạt động tiềm năng 24/7.
Các nhà nghiên cứu báo cáo hiệu quả thu hoạch 73% khi vận hành quy mô nhỏ và lên tới 90% khi vận hành quy mô lớn. Thậm chí lên đến 80% năng lượng dự trữ đã được phục hồi vào ban đêm và các nhà nghiên cứu cho biết khả năng phục hồi vào ban ngày thậm chí còn cao hơn.
Các nhà nghiên cứu Hadi Ghasemi, Bill D. Cook cho biết khả năng thu hoạch hiệu quả cao, một phần là do khả năng của thiết bị thu được toàn bộ ánh sáng mặt trời, thu hoạch nó sử dụng ngay lập tức và chuyển đổi phần dư thừa thành lưu trữ năng lượng phân tử.
Thiết bị được tổng hợp sử dụng norbornadiene-quadricyclane làm vật liệu lưu trữ phân tử, một hợp chất hữu cơ mà các nhà nghiên cứu cho thấy năng lượng đặc biệt cao và giải phóng nhiệt đặc biệt trong khi vẫn ổn định trong thời gian lưu trữ kéo dài.
Ghasemi cho biết khái niệm tương tự có thể được áp dụng bằng cách sử dụng các vật liệu khác nhau, cho phép hiệu suất bao gồm cả nhiệt độ vận hành và hiệu quả của chế độ tối ưu.
Giáo sư hóa học T. Randall Lee tiết lộ thiết bị này mang lại hiệu quả cải thiện theo nhiều cách. Năng lượng mặt trời được lưu trữ ở dạng phân tử thay vì nhiệt, tiêu tan theo thời gian và hệ thống tích hợp cũng giảm tổn thất nhiệt vì không cần vận chuyển năng lượng lưu trữ qua các đường ống.
Vào ban ngày, năng lượng nhiệt mặt trời có thể được thu hoạch ở nhiệt độ cao tới 120 độ C. Vào ban đêm, khi có ít hoặc không có bức xạ mặt trời, năng lượng dự trữ được thu hoạch bằng vật liệu lưu trữ phân tử, có thể chuyển đổi từ phân tử năng lượng thấp hơn sang phân tử năng lượng cao hơn. Điều đó cho phép năng lượng dự trữ tạo ra năng lượng nhiệt ở nhiệt độ cao hơn vào ban đêm so với ban ngày, tăng cường lượng năng lượng có sẵn ngay cả khi mặt trời không chiếu sáng.