Konstgjord molekyl lagrar solenergi

PRESSMEDDELANDE: Forskare på Chalmers har utvecklat ett system som kan lagra solenergi i kemiska bindningar. Med hjälp av solljus ändras strukturen hos en konstgjord molekyl. Molekylen kan transporteras och lagras i flera år, för att sedan användas för att alstra värme.

​Många forskare menar att solen är den energikälla som ger störst möjligheter till att utveckla ett hållbart energisystem. En utmaning inom området är att hitta effektiva lagringsmetoder, så att man kan spara den infångade energin och även transportera den till andra platser.
 
Forskare på Chalmers har gjort framsteg med ett ”allt i ett-system” för infångning, lagring och användning av solenergi. Metoden kallas för termokemisk process. Den fick mycket intresse under 1980-talet, men då lyckades inte forskarna lösa frågan. För två år sedan visade en grupp amerikanska forskare att metoden är teoretiskt möjlig. Nu har Chalmersforskarna Kasper Moth-Poulsen och Karl Börjesson gått från teori till praktisk tillämpning, tillsammans med forskare från bland annat UC Berkeley i Kalifornien.
 
Forskarlaget har skapat en demonstrationsenhet som består av tre delar: en solfångare, en katalytisk reaktor och en värmeväxlare. De tre delarna förbinds av ett vätskesystem. Den designade molekylen diruteniumfulvalen, som har hög energitäthet, utgör själva kärnan i systemet. I solfångaren ändras molekylens struktur med hjälp av solljuset. Genom katalysatorn kan molekylen återfå sitt ursprungliga tillstånd, och i den processen frigörs värme. Molekylen kan transporteras och lagras i flera år utan förlust, eftersom all värme är bunden i en stabil kemisk förening. Detta gör att systemet kan återanvändas många gånger.
 
 

Chalmersforskarna har alltså kunna bevisa att teorin fungerar i praktiken. De fortsatta utmaningarna handlar om att skapa en större effektivitet i systemet, med större temperaturökningar. En annan svårighet med solenergi är att anpassa tekniken för användning i stor skala och att integrera den i befintlig energiproduktion.
 
– Det vi har gjort nu är alltså att bygga den första demonstrationsenheten, säger Kasper Moth-Poulsen.  Nästa steg blir att förbättra de material och processer som ingår i solenergilagringen, så att den kan bli billigare och mer effektiv.
 
– Om vi kan utveckla bättre och billigare material finns det i princip inga hinder för att använda konceptet i större skala. Vi hoppas att vi kan bidra till utvecklingen av system som kan passa in i ett energisystem där förnybar energi och behovet av energilagring växer.
 
 
 
 
 
 
 
 
Karl Börjesson och Kasper Moth-Poulsen med en kombination av den katalytiska reaktorn och värmeväxlaren.
Foto: Carolina Eek Jaworski
 
 
 
 
 
 
 
 
En fördel med den nya metoden är att den ger en helhetslösning för solenergi. Många andra system för solenergi kräver att flera olika teknologier kopplas samman för att energin ska nå slutanvändaren.
 
– I vårt system är energilagringen inbyggd från början, vilket betyder att man enkelt kan lagra solenergin tills man behöver använda den, till exempel på natten eller på vintern.  Man kan på sikt tänka sig vår teknik som ett alternativ till termisk solenergilagring i vatten, säger Kasper Moth-Poulsen.
 
Forskningsprojektet Molecular solar thermal (MOST) energy storage and release system är ett fyraårigt projekt, med anslag från Vetenskapsrådet och Chalmers styrkeområden Energi och Materialvetenskap.  
 

Bildtext toppbilden: De tre strukturformerna av molekylen diruteniumfulvalen. Till vänster lågenergiformen, i mitten ett mellanläge och till höger högenergiformen.
Bild: Karl Börjesson
 

Länkar till vetenskapliga artiklar:
 
 
 
 
För mer information, kontakta:
 
Kasper Moth-Poulsen, 031-772 34 03, kasper.moth-poulsen@chalmers.se
 
Karl Börjesson, 031-772 82 29, karl.borjesson@chalmers.se