Jak nowe fotoswitche przesuwają granicę w magazynowaniu ciepła?
Tradycyjne metody magazynowania energii słonecznej napotykają liczne ograniczenia. Chociaż panele słoneczne efektywnie przekształcają światło w prąd, to nadal jest im trudno sprostać zapotrzebowaniu na ogrzewanie, ale są szanse, że to kwestia kilku wynalazków. Tak się bowiem składa, że naukowcy z Uniwersytetu Johanna Gutenberga w Moguncji (JGU) oraz Uniwersytetu Siegen w Niemczech zaproponowali światu innowacyjne podejście do rozwiązania tego problemu, prezentując zaawansowane fotoswitche, które przechowują energię słoneczną jako ciepło w wiązaniach chemicznych. Technologia ta umożliwia magazynowanie energii przez tygodnie, a nawet miesiące, co samo w sobie stanowi odpowiedź na potrzeby ogrzewania bez utraty energii na przestrzeni czasu.
Czytaj też: Jest ciepło, będzie energia elektryczna. Oto przełomowy sposób na jej pozyskiwanie
Zacznijmy od tego, czym dokładnie są te fotoswitche, bo nie – nie są to przełączniki dla fotografów. To tak naprawdę wyspecjalizowane cząsteczki, które pochłaniają energię słoneczną i przekształcają ją w wiązania chemiczne. W odróżnieniu od tradycyjnych metod, takich jak systemy magazynowania cieczy, fotoswitche utrzymują swoje ciepło bez rozpraszania go do otoczenia, co sprawia, że są bardzo wydajne w długoterminowym magazynowaniu. Gdy już zachodzi potrzeba uwolnienia energii, to następuje stosowna reakcja, dzięki której ciepło może być wykorzystywane na żądanie, a to z kolei pozwala na efektywniejsze ogrzewanie i mniejsze uzależnienie od paliw kopalnych. Jako że blisko połowa globalnego zużycia energii obejmuje ogrzewanie (wedle Międzynarodowej Agencji Energetycznej), fotoswitche mogą być sprzętem wręcz na wagę złota.
Czytaj też: Czeka nas rewolucja w ciepłownictwie. Polacy wskazują brakujące ogniwo do szczęścia
Musimy pamiętać, że choć technologie pozyskiwania energii z wiatru i słońca ciągle się rozwijają, to na razie spełniają jedynie potrzeby energetyczne, pozostawiając tym samym ogromną lukę w zrównoważonych rozwiązaniach grzewczych. Jednak dzięki fotoswitchom istnieje możliwość sprostania temu ogromnemu zapotrzebowaniu na energię ze źródeł odnawialnych, aby jeszcze bardziej ograniczyć emisje związane ze spalaniem paliw kopalnych (zwłaszcza węgla). Zwłaszcza że nie jest to zupełnie nowa technologia, jako że fotoswitche po raz pierwszy zostały opracowane przed kilkoma laty, ale nie mogły pochwalić się wysoką wydajnością, bo były aktywowane wyłącznie przez światło ultrafioletowe. To ograniczenie pokonali wspomniani naukowcy, stawiając na nowy związek (sensybilizator), który ma pochłaniać światło i przekazywać energię do fotoswitcha, aby wykorzystać jeszcze większą część promieni słonecznych. Uzyskali tym samym pewność, że każdy pochłonięty foton inicjuje tworzenie wiązania chemicznego, zwiększając tym samym efektywność magazynowania energii.
Czytaj też: W tym polskim mieście zapłacą mniej za ciepło. Zamiast węgla przeszli na coś lepszego
Innowacja ta może całkowicie odmienić sposób, w jaki magazynujemy i wykorzystujemy energię słoneczną, a to zwłaszcza w zastosowaniach grzewczych. Dzięki zapewnieniu długoterminowego magazynowania ciepła słonecznego fotoswitche mogą ograniczyć potrzebę ogrzewania zależnego od energii elektrycznej, a nawet dostarczyć ciepło w regionach, gdzie aktualnie brakuje dostępu do innych źródeł paliwa. Są więc szanse, że w toku dalszych badań i rozwoju, fotoswitche mogą stać się integralną częścią systemów energii słonecznej, zarówno w domowych, jak i przemysłowych zastosowaniach, a to tylko przyczyni się do zmniejszenia zależności od nieodnawialnych źródeł ciepła.