Så blir lagrat solsken el på beställning
I ett forskningsprojekt på Chalmers utvecklas ett energisystem som kan fånga in solenergi, lagra den i upp till arton år och frigöra den när och där den behövs. Tidigare har forskarna visat hur energin kan utvinnas som värme. Nu har de tagit ett steg till och lyckats få systemet att producera el. På sikt kan den nya tekniken driva elektronik som laddar upp sig själv med lagrad solenergi – på beställning.
– Det här är ett radikalt nytt sätt att utvinna solens energi som el. Vi kan producera el oberoende av väder, tid på dygnet, årstid eller geografiska avstånd. Det är ett slutet system som drivs utan att orsaka koldioxidutsläpp, säger forskningsledaren Kasper Moth-Poulsen, professor på institutionen för kemi och kemiteknik på Chalmers.
Den nya tekniken grundar sig på det Chalmersutvecklade solenergisystemet Most – Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems. Mycket förenklat bygger tekniken på en specialdesignad molekyl som byter skepnad i kontakt med solljus. Forskningen har väckt stort intresse från omvärlden när den presenterats i tidigare skeden.
I den nya studien, som genomförts i samarbete med forskare i Shanghai, har solenergisystemet kombinerats med en kompakt termoelektrisk generator som omvandlar solenergin till el.
Ultratunt chip omvandlar värme till el
I praktiken skickade de svenska forskarna sin solladdade molekyl över halva jordklotet. Där frigjordes sedan energin och omvandlades till el med hjälp av den mikrometertunna generatorn som utvecklats av kollegorna Tao Li och Zhiyu Hu i Shanghai. Det banbrytande sättet att producera el presenterades nyligen i den vetenskapliga tidskriften Cell Reports Physical Science.
– Generatorn är ett ultratunt chip som skulle kunna integreras i elektronik som hörlurar, smarta klockor och telefoner. Än så länge genereras bara en liten mängd el, men de nya resultaten visar att konceptet fungerar. Det ser väldigt lovande ut, säger Chalmersforskaren Zhihang Wang.
Fossil- och utsläppsfritt energisystem med stor potential
Forskningen visar på stor potential och möjlig samhällsnytta för den här fossil- och utsläppsfria tekniken. Men innan vi kommer kunna ladda våra tekniska prylar eller värma våra hem med systemets lagrade solenergi, behövs mer forskning och utveckling.
– Tillsammans med de olika forskargrupperna som ingår i projektet arbetar vi nu med att effektivisera systemet. Mängden el eller värme som det kan utvinna behöver bli större. Även om energisystemet bygger på enkla grundmaterial, behöver det anpassas för att bli tillräckligt kostnadseffektivt att producera, och därmed möjligt att lansera på bred front, säger Kasper Moth-Poulsen.
Mer om Most-tekniken
Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems, Most, är ett slutet solenergisystem som baseras på en specialdesignad molekyl uppbyggd av kol, väte och kväve. I kontakt med solljus byter den skepnad till en energirik isomer. Det betyder att molekylens atomer antar en ny form när de binds samman på ett annat sätt. Isomeren kan sedan lagras i vätskeform i upp till 18 år för att användas senare, till exempel på natten eller på vintern när energin behövs. Med hjälp av en katalysator utvinns den sparade energin i form av värme, samtidigt som molekylen återgår till sin ursprungliga form och kan återanvändas i värmesystemet. I kombination med en mikrometertunn termoelektrisk generator kan energisystemet också generera elektricitet på beställning.
Läs tidigare pressmeddelanden om energisystemet Most
- Fönsterfilm kan jämna ut temperaturen med hjälp av solenergi
- Utsläppsfritt energisystem sparar värmen från sommarens sol till vintern
Material som kan laddas ner och användas av medier
- Video som förklarar forskningsgenombrottet.
- Intervju om det nya genombrottet (på engelska) med Chalmersprofessor Kasper Moth-Poulsen.
- Rörligt bildmaterial från Kasper Moth-Poulsens labb på Chalmers.
I labbet jobbar forskarkollegorna Maria Quant och Zhihang Wang med energisystemet Most. - Stillbilder från Kasper Moth-Poulsens labb på Chalmers.
På bilderna syns det nya konceptet och Maria Quant och Zhihang Wang.
Foto och videomaterial ovan: Chalmers tekniska högskola | Per Erséus och Amanda Termén, Språng kommunikation
Illustration i topp: Chalmers tekniska högskola | Daniel Spacek, neuroncollective.com
För mer information, kontakta
Zhihang Wang, forskare, institutionen för kemi och kemiteknik, Chalmers tekniska högskola
Kasper Moth-Poulsen, professor, institutionen för kemi och kemiteknik, Chalmers tekniska högskola
kasper.moth-poulsen@chalmers.se, 076 199 68 55
Mer om den vetenskapliga publiceringen
- Studien Chip-scale solar thermal electrical power generation har publicerats i Cell Reports Physical Science. Artikeln är skriven av Zhihang Wang, Zhenhua Wu, Zhiyu Hu, Jessica Orrego-Hernández, Erzhen Mu, Zhao-Yang Zhang, Martyn Jevric, Yang Liu, Xuecheng Fu, Fengdan Wang, Tao Li och Kasper Moth-Poulsen. Forskarna är verksamma vid Chalmers tekniska högskola i Sverige, Shanghai Jiao Tong University och Henan Polytechnic University i Kina samt vid Institute of Materials Science i Barcelona och Catalan Institution for Research and Advanced Studies, ICREA, i Spanien.
- Forskningen har finansierats av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Stiftelsen för strategisk forskning, Formas, Statens energimyndighet, Europeiska forskningsrådet, the Catalan Institute of Advanced Studies (ICREA) och Europeiska unionens Horisont 2020 ramprogram.
Mia Halleröd Palmgren
Presskommunikatör
031-772 3252
mia.hallerodpalmgren@chalmers.se
________________
Chalmers tekniska högskola i Göteborg forskar och utbildar inom teknik och naturvetenskap på hög internationell nivå. Universitetet har 3 100 anställda, 10 000 studenter och utbildar ingenjörer, arkitekter och sjöbefäl.
Med vetenskaplig excellens som grund utvecklar Chalmers kompetens och tekniska lösningar för en hållbar värld. Genom globalt engagemang och entreprenörsanda skapar vi innovationskraft, i nära samarbete med övriga samhället. EU:s största forskningsinitiativ – Graphene Flagship – leds av Chalmers, liksom bygget av en svensk kvantdator.
Chalmers grundades 1829 och har än idag samma motto: Avancez – framåt.
---
Det är tillåtet att ladda ner, sprida och använda bifogade bilder och illustrationer, om inget annat anges, för publiceringar i samband med Chalmers pressmeddelanden så länge Chalmers och fotograf/illustratör står med som upphovsperson där möjlighet ges. Det är tillåtet att beskära och justera i materialet för att anpassa format för publikation men det är ej tillåtet att omarbeta originalet på ett sådant sätt att det ändrar den ursprungliga innebörden. Materialet är avsett att användas i redaktionellt syfte. Kommersiell användning, som del i marknadsföring av varor och tjänster, är inte tillåten.
Vi vill att Chalmers och våra fotografer och illustratörer namnges i samband med publicering där det är möjligt enligt följande modell:
- Foto: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn
- Grafik/Illustration: Chalmers tekniska högskola| Förnamn Efternamn
