Uměle vytvořené molekuly umí akumulovat sluneční energii a udržet ji několik desítek let. Jde o výjimečnou technologii, jež změní dosavadní využívání solární energie po celém světě, slibuje vědecký tým z technologické univerzity Chalmers v Göteborgu. Nová technologie by se měla uplatnit zejména při vytápění budov. A mohla by být na trhu do tří let.

Zní to skoro jako pohádka. Molekuly tvořené uhlíkem, vodíkem a dusíkem zachycují sluneční energii, která se při působení katalyzátoru uvolní jako teplo. Technologie se ve formě tenké průhledné vrstvy může používat prakticky všude – na oknech, povrchu automobilů nebo na textiliích.

Vědecký tým z Chalmers vedený Kasperem Moth-Poulsenem pracuje na umělé molekule, která umí uchovávat teplo už několik let. Původně obsahovala nebezpečný toulen, ale ten se podařilo odbourat. Molekula má jedinečnou vlastnost. Když je zasažena slunečním zářením, přemění se na energeticky bohatý izomer – molekulu, která se skládá ze stejných atomů, ale je spolu vázána odlišným způsobem.

Tento izomer může být poté uložen pro pozdější použití – například v noci nebo v zimě. Pokud je izomer v kapalné formě, je možné jej použít v solární energetické soustavě, kterou vědci nazvali MOST (Molecular Solar Thermal Thermal Energy Storage). Popis technologie najdete zde.

systém MOST uchová teplo 18 let.
Teplota kapaliny se v katalyzátoru zvýší o 63 stupňů Celsia

“Energie v našem izomeru může být uložena až 18 let. A když se dostaneme k využití energie, získáme zvýšení teploty, které je mnohem větší, než jsme si vůbec dovolili doufat,” říká Kasper Moth-Poulsen, profesor na katedře chemie a chemického inženýrství.

Výzkumná skupina vyvinula katalyzátor pro uvolňování uložené energie. Katalyzátor funguje jako filtr, jímž protéká kapalina a vytváří reakci, která ohřívá kapalinu o 63 stupňů Celsia. Pokud má kapalina teplotu 20 stupňů, pak na druhé straně filtru vyjde zahřátá na 83 stupňů Celsia. Současně vrací molekulu do své původní podoby, takže ji lze znovu použít v systému oteplování.

Ve stejném období se vědci také naučili zlepšovat design molekuly, aby se zvýšily její skladovací schopnosti. Izomer nyní může ukládat energii až 18 let. Jednalo se o zásadní zlepšení, protože hlavním cílem projektu je především skladování chemické energie. Skupina je s úložnými schopnostmi spokojena, ale Kasper věří, že lze získat více energie. Doufá, že výzkumná skupina brzy dosáhne zvýšení teploty nejméně o 110 stupňů Celsia. 

Pět milionů dolarů na komerční fázi výzkumu

Výzkum je financován Nadací Knut a Alice Wallenbergové a Švédskou nadací pro strategický výzkum. Vývoj nové molekuly zatím stál 2,5 milionu dolarů. Aby se technologie dostala do komerční fáze, bude Moth-Poulsena potřeba získat dalších 5 milionů. Nový materiál by pak mohl být k dispozici do tří let. Tým nyní pracuje na tom, aby bylo možné molekuly využít i pro výrobu elektřiny.

Švédský vědec tvrdí, že nový systém bude levnější než současné lithium-iontové baterie, protože nevyužívá drahé kovy. Propočet nákladů na ale tým z Göteborgu zatím nemá.