Termochemiczne pozyskiwanie energii słonecznej

Obecnie wykorzystuje się dwa sposoby pozyskiwania energii słonecznej. Jeden zakłada wykorzystanie ogniw fotowoltaicznych, które zamieniają ją w energię elektryczną, a drugi polega na podgrzaniu wody i albo uzyskaniu pary do obracania turbiny wytwarzającej elektryczność, albo użycia jej do ogrzewania budynków.

Znana jest też teoretycznie metoda termochemiczna, jednak od kilkudziesięciu lat nikt nie potrafi jej wykorzystać. Zakłada ona przechwytywanie i przechowywanie energii w molekułach, które miałyby ją uwalniać na żądanie. Ma ona dwie kolosalne zalety; nie wymaga stosowania izolacji zapobiegającej niekontrolowanemu uwalnianiu się ciepła i pozwala przechowywać energię przez lata. Intensywne badania nad metodą termochemiczną prowadzono w latach 70. ubiegłego wieku, jednak nie potrafiono wówczas znaleźć cząsteczki, która pod wpływem światła słonecznego przełączałaby się w jeden stan i umożliwiałaby jego kontrolowane przełączenie do stanu pierwotnego, połączone z uwolnieniem przechowywanej energii.

Dopiero w roku 1996 udało się znaleźć odpowiednią molekułę - fulwalen dirutenu. Niestety, zawierała ona rzadki i drogi ruten, nie nadawała się więc do powszechnego użycia. Ponadto nikt nie rozumiał, w jaki sposób działa, co z kolei uniemożliwiło znalezienie jej tańszego odpowiednika.

Dopiero teraz naukowcom z MIT-u udało się odkryć zasadę działania wspomnianej cząstki. Dzięki temu możliwe będzie znalezienie jej tańszego zamiennika.

Dotychczas wiedziano, że molekuła, pod wpływem światła słonecznego, przechodzi zmianę strukturalną i wchodzi na wyższy stan energetyczny, na którym może pozostać dowolnie długo. Pod wpływem ciepła lub katalizatora powraca do stanu pierwotnego, uwalniając energię cieplną. Uczeni z MIT-u dowiedzieli się obecnie, że istnieje też stan pośredni, który odgrywa zasadniczą rolę w całym procesie. Molekuła znajduje się w tym półstabilnym stanie podczas przejścia między oboma stanami stabilnymi. Tego się nie spodziewaliśmy - mówi profesor Jeffrey Grossman. Istnienie stanu przejściowego wyjaśnia, dlaczego molekuła jest tak bardzo stabilna, dlaczego cały proces jest odwracalny i dlaczego dotychczas nie udało się znaleźć zastępnika dla niej.

Przed naukowcami stoją jeszcze dwa najważniejsze zadania. Pierwsze, to opracowanie taniej metody syntetyzowania cząstki, która będzie miała takie właściwości jak fulwalen dirutenu oraz znalezienie katalizatora dla niej.

Mariusz Błoński


Wersja do druku

29.10.2010 r.

Chiński superkomputer najpotężniejszy na świecie, 18:43

NHK pokaże następcę HDTV, 18:41

01.11.2010 r.

Intel otworzył fabrykę w Wietnamie, 12:06

02.11.2010 r.

Logitech przedstawia klawiaturę zasilaną światłem, 12:47