Μια νέα μελέτη περιγράφει μια νέα προσέγγιση για την αποθήκευση ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιώντας ξύλο ως «πολυλειτουργική» βάση που μπορεί να απορροφά, να αποθηκεύει και να απελευθερώνει ενέργεια.
Ερευνητές από την Κίνα επεξεργάστηκαν ξύλο μπαλσά και το μετέτρεψαν σε ένα προηγμένο υλικό με τα εξής βήματα:
* Αφαίρεσαν τη λιγνίνη για να γίνει πολύ πορώδες (σαν “σφουγγάρι” με μικροσκοπικά κανάλια)
* Επένδυσαν τα εσωτερικά τοιχώματα με λεπτά στρώματα φωσφορένης, που απορροφά πολύ καλά την ηλιακή ακτινοβολία και τη μετατρέπει σε θερμότητα
* Προστάτευσαν αυτό το υλικό με ένα “κέλυφος” από ταννικό οξύ και ιόντα σιδήρου, ώστε να μην καταστρέφεται στον αέρα
* Πρόσθεσαν νανοσωματίδια αργύρου για καλύτερη απορρόφηση φωτός
* Έκαναν την επιφάνεια υδρόφοβη ώστε να απωθεί το νερό
* Γέμισαν τα κανάλια με στεατικό οξύ, ένα υλικό που λιώνει όταν ζεσταίνεται και αποθηκεύει θερμότητα
Πώς λειτουργεί το σύστημα
Το υλικό λειτουργεί σαν «ηλιακή ενεργειακή μπαταρία»: Όταν πέφτει ηλιακή ακτινοβολία: απορροφά το φως, το μετατρέπει σε θερμότητα και λιώνει το υλικό αποθήκευσης μέσα του. Όταν δεν υπάρχει Ήλιος: το αποθηκευμένο θερμικό φορτίο απελευθερώνεται σταδιακά, δημιουργεί διαφορά θερμοκρασίας, αυτή η διαφορά οδηγεί μια θερμοηλεκτρική γεννήτρια που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Άρα το σύστημα μπορεί να παράγει ενέργεια ακόμα και αφού σταματήσει η ηλιοφάνεια.
Η απόδοση
* Μετατροπή περίπου 91% της ηλιακής ενέργειας σε θερμότητα
* Αποθήκευση 175 kJ ανά κιλό υλικού
* Παραγωγή έως 0,65 volt μέσω θερμοηλεκτρικής γεννήτριας
* Σταθερότητα για πάνω από 100 κύκλους θέρμανσης–ψύξης
* Αντοχή σε φωτιά και μικροβιακή ανάπτυξη
* Αυτό το σύστημα λύνει ένα βασικό πρόβλημα της ηλιακής ενέργειας: την ασυνέχεια παραγωγής (ηλιοφάνεια, νυχτερινό σκοτάδι)
Πιθανές εφαρμογές:
* αυτόνομα συστήματα εκτός δικτύου
* ενεργειακά υλικά για κτίρια
* αποθήκευση θερμότητας σε βιομηχανικές εφαρμογές
* μικρές συσκευές σε απομακρυσμένες περιοχές
* Αντί να χρησιμοποιούν πολλά διαφορετικά υλικά (όπως συνήθως γίνεται), οι επιστήμονες μετέτρεψαν το ίδιο το ξύλο σε ένα ολοκληρωμένο ενεργειακό σύστημα που συλλέγει ενέργεια, την αποθηκεύει και τη μετατρέπει σε ηλεκτρισμό όταν χρειάζεται.
