تكنولوجيا

احصل على الطاقة الشمسية وقم بتحويلها إلى كهرباء عند الحاجة – حتى 18 عامًا بعد ذلك

تحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء عند الطلب

اتخذ الباحثون خطوة إلى الأمام في تطوير نظام للطاقة يمكنه التقاط الطاقة الشمسية وتخزينها لمدة تصل إلى 18 عامًا وإطلاقها متى وأينما دعت الحاجة إليها. لقد نجحوا الآن في جعل النظام يولد الكهرباء عن طريق توصيله بمولد كهربائي حراري ، بعد أن أوضحوا سابقًا كيف يمكن حصاد الطاقة كحرارة. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا | دانيال سبيسك ، neuronecollective.com

الباحثون وراء نظام طاقة يمكنه التقاط الطاقة الشمسية ، وتخزينها لمدة تصل إلى ثمانية عشر عامًا ، وإطلاقها متى وأينما دعت الحاجة ، قد أخذوا النظام الآن خطوة أخرى إلى الأمام. بعد أن أوضحوا سابقًا كيف يمكن استخراج الطاقة على شكل حرارة ، فقد نجحوا الآن في جعل النظام ينتج الكهرباء ، عن طريق توصيله بمولد كهربائي حراري. أخيرًا ، تم تطوير البحث في[{” attribute=””>Chalmers University of Technology, Sweden – could lead to self-charging electronic gadgets that use stored solar energy on demand.

“This is a radically new way of generating electricity from solar energy. It means that we can use solar energy to produce electricity regardless of weather, time of day, season, or geographical location. It is a closed system that can operate without causing carbon dioxide emissions,” says research leader Kasper Moth-Poulsen, Professor at the Department of Chemistry and Chemical Engineering at Chalmers.

https://www.youtube.com/watch؟v=btFvLTbHEhY
الباحثون الذين يقفون وراء نظام MOST للطاقة الشمسية ، والذي يلتقط الطاقة الشمسية ويخزنها لمدة تصل إلى 18 عامًا ويطلقها متى وأينما دعت الحاجة ، قد اتخذوا النظام الآن خطوة أخرى إلى الأمام. بعد أن أوضحوا سابقًا كيف يمكن استخراج الطاقة على شكل حرارة ، نجحوا الآن في جعل النظام ينتج الكهرباء ، عن طريق توصيله بمولد كهربائي حراري مضغوط. يمكن أن يؤدي البحث ، الذي تم إجراؤه في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا بالسويد ، في النهاية إلى أدوات ذاتية الشحن تعمل عند الطلب بواسطة الطاقة الشمسية المخزنة. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا

تعتمد التقنية الجديدة على نظام MOST للطاقة الشمسية – أنظمة تخزين الطاقة الحرارية الشمسية الجزيئية ، التي تم تطويرها في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا. بكل بساطة ، تعتمد التقنية على جزيء مصمم خصيصًا يغير شكله عندما يتلامس مع ضوء الشمس. لقد أثار البحث بالفعل اهتمامًا كبيرًا حول العالم عند تقديمه في مراحل سابقة.

الدراسة الجديدة التي نشرت في تقارير خلية العلوم الفيزيائية في مارس 2022 وتم تنفيذه بالتعاون مع باحثين في شنغهاي ، أخذ نظام الطاقة الشمسية إلى أبعد من ذلك ، موضحًا كيف يمكن دمجه مع مولد كهربائي حراري مضغوط لتحويل الطاقة الشمسية إلى كهرباء.

الطاقة المخزنة في صورة سائلة

أنظمة تخزين الطاقة الحرارية الشمسية الجزيئية ، معظمها ، عبارة عن نظام طاقة مغلق يعتمد على جزيء مصمم خصيصًا من الكربون والهيدروجين والنيتروجين ، والذي يتحول عند تعرضه لأشعة الشمس إلى أيزومر غني بالطاقة – وهو جزيء يتكون من نفس الذرات ولكنه مرتب معا بطريقة مختلفة. يمكن بعد ذلك تخزين الأيزومر في شكل سائل لمدة تصل إلى 18 عامًا لاستخدامه لاحقًا عند الحاجة ، مثل بين عشية وضحاها أو في الشتاء. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، Per Erséus ، Språng kommunikation

رقاقة رفيعة للغاية تحول الحرارة إلى كهرباء

أرسل الباحثون السويديون جزيئهم المصمم خصيصًا ، المشحون بالطاقة الشمسية ، إلى زملائهم تاو لي وتشيو هو في جامعة شنغهاي جياو تونغ ، حيث تم إطلاق الطاقة وتحويلها إلى كهرباء باستخدام المولد الذي طوروه هناك. في الأساس ، تم إرسال الشمس السويدية في منتصف الطريق حول العالم وتحويلها إلى كهرباء في الصين.

“المولد عبارة عن شريحة رفيعة جدًا يمكن تضمينها في الأجهزة الإلكترونية مثل سماعات الرأس والساعات الذكية والهواتف. حتى الآن ، لم ننتج سوى كميات صغيرة من الكهرباء ، لكن النتائج الجديدة تظهر أن المفهوم يعمل حقًا. يقول الباحث Zhihang Wang من جامعة تشالمرز للتكنولوجيا: “يبدو الأمر واعدًا للغاية”.

معظم أنظمة الطاقة

بالاقتران مع المولد الكهروحراري بسمك ميكرومتر ، يمكن لنظام معظم الطاقة أيضًا توليد الكهرباء عند الطلب. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا | Per Erséus ، Språng kommunikation

خالية من الأحافير ، خالية من الانبعاثات

يتمتع البحث بإمكانيات كبيرة لإنتاج طاقة متجددة وخالية من الانبعاثات. ولكن لا يزال هناك طريق طويل لنقطعه في البحث والتطوير قبل أن نتمكن من شحن أجهزتنا التقنية أو تدفئة منازلنا بالطاقة الشمسية المخزنة في النظام.

بالتعاون مع مجموعات البحث المختلفة المدرجة في المشروع ، نعمل الآن على تبسيط النظام. يجب زيادة كمية الكهرباء أو الحرارة التي يمكن استخلاصها. حتى إذا كان نظام الطاقة يعتمد على مواد أساسية بسيطة ، فيجب تكييفه ليكون مربحًا بدرجة كافية لإنتاجه ، وبالتالي من الممكن إطلاقه على نطاق أوسع “، يوضح Kasper Moth-Poulsen.

مختبر Kasper Moth Poulsens

يعمل الباحثان Maria Quant و Zhihang Wang في المختبر في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا بالسويد. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، Per Erséus ، Språng kommunikation

تعرف على المزيد حول معظم التقنيات

أنظمة تخزين الطاقة الحرارية الشمسية الجزيئية ، معظمها ، عبارة عن نظام طاقة مغلق يعتمد على جزيء مصمم خصيصًا من الكربون والهيدروجين والنيتروجين ، والذي يتحول عند تعرضه لأشعة الشمس إلى أيزومر غني بالطاقة – وهو جزيء يتكون من نفس الذرات ولكنه مرتب معا بطريقة مختلفة. يمكن بعد ذلك تخزين الأيزومر في شكل سائل لاستخدامه لاحقًا عند الحاجة ، مثل بين عشية وضحاها أو في الشتاء. قام الباحثون بتحسين النظام لدرجة أنه أصبح من الممكن الآن تخزين الطاقة لمدة تصل إلى 18 عامًا. يُطلق المحفز المصمم خصيصًا الطاقة المحفوظة كحرارة أثناء إعادة الجزيء إلى شكله الأصلي ، بحيث يمكن إعادة استخدامه بعد ذلك في نظام التسخين. الآن ، بالاقتران مع المولد الكهروحراري بسمك ميكرومتر ، يمكن لنظام الطاقة أيضًا توليد الكهرباء عند الطلب.

تشيهانغ وانغ

Post Doc Zhihang Wang ، قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية ، جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، السويد. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، ساندرا نايري

المرجع: “توليد الطاقة الكهربائية الحرارية الشمسية على نطاق رقاقة” بواسطة Zhihang Wang و Zhenhua Wu و Zhiyu Hu و Jessica Orrego-Hernández و Erzhen Mu و Zhao-Yang Zhang و Martyn Jevric و Yang Liu و Xuecheng Fu و Fengdan Wang و Tao Li و كاسبر موث بولسن ، 2 مارس 2022 ، تقارير خلية العلوم الفيزيائية.
DOI: 10.1016 / j.xcrp.2022.100789

كاسبر موث بولسن

الأستاذ كاسبر موث بولسن ، قسم الكيمياء والهندسة الكيميائية ، جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، السويد. الائتمان: جامعة تشالمرز للتكنولوجيا ، أوسكار ماتسون

تعرف على المزيد حول البحث والأوراق العلمية

نُشرت دراسة توليد الطاقة الكهربائية الحرارية الشمسية على نطاق الرقاقة في تقارير خلية العلوم الفيزيائية. كتب المقال زيهانغ وانغ ، وجينهوا وو ، وجيسيكا أوريجو-هيرنانديز ، وإرزين مو ، وتشاو يانغ زانغ ، ومارتين جيفريتش ، ويانغ ليو ، وشويتشنغ فو ، وفنغدان وانغ ، وتاو لي ، وكاسبر موث بولسن. ينشط الباحثون في جامعة تشالمرز للتكنولوجيا في السويد ، وجامعة شنغهاي جياو تونغ وجامعة خنان بوليتكنيك في الصين ، وكذلك معهد علوم المواد في برشلونة وقسم البحوث والدراسات المتقدمة في كتالونيا ، ICREA ، في إسبانيا.

تم تمويل البحث من قبل مؤسسة Knut and Alice Wallenberg ، والمؤسسة السويدية للبحوث الاستراتيجية ، ومجلس البحوث السويدي ، ووكالة الطاقة السويدية ، ومجلس البحوث الأوروبي (ERC) كجزء من اتفاقية منحة CoG ، PHOTHERM – 101002131 ، المعهد الكتالوني للدراسات المتقدمة (ICREA) وبرنامج إطار العمل Horizon 2020 التابع للاتحاد الأوروبي بموجب اتفاقية المنحة رقم. 951801.


Source link

مقالات ذات صلة

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

Back to top button