Lưu giữ năng lượng mặt trời bằng phương pháp hóa học

Mặc dù các tấm pin mặt trời có khả năng chuyển đổi các tia nắng mặt trời thành điện năng để sử dụng ngay, nhưng việc lưu giữ nguồn năng lượng này để sử dụng về sau vẫn đang được tính toán. Các nhà khoa học đã chuyển sang hướng nghiên cứu việc lưu giữ năng lượng mặt trời bằng phương pháp nh Năm2010, các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã tìm ra hóa chất fulvalene diruthenium hoàn toàn có khả năng lưu giữ năng lượng hiệu quả ở mức trung bình. Nhưng hóa chất này...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Lưu giữ năng lượng mặt trời bằng phương pháp hóa học Lưu giữ năng lượng mặt trời bằng phương pháp hóa họcMặc dù các tấm pin mặt trời có khả năng chuyển đổi các tia nắng mặt trờithành điện năng để sử dụng ngay, nhưng việc lưu giữ nguồn năng lượng nàyđể sử dụng về sau vẫn đang được tính toán. Các nhà khoa học đã chuyểnsang hướng nghiên cứu việc lưu giữ năng lượng mặt trời bằng phương phápnhNăm2010, các nhà nghiên c ứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đãtìm ra hóa chất fulvalene diruthenium hoàn toàn có khả năng lưu giữ nănglượng hiệu quả ở mức trung bình. Nhưng hóa chất này lại có chứaruthenium, nguyên tố hiếm và đắt đỏ. Đến nay, một trong số các nhà khoahọc cũng tại MIT đã chế tạo một loại vật liệu lưu giữ mới giá thành rẻ hơnvà có khả năng lưu giữ nhiều năng lượng hơn.Nhìn chung, ưu điểm của phương pháp lưu giữ nhiệt - hóa học là các hóachất có thể được lưu giữ trong thời gian dài mà không bị bất cứ tổn thất nănglượng nào. Các hóa chất phù hợp không chứa ruthenium đắt tiền, nhưng lạicó xu hướng suy giảm chỉ trong một vài chu kỳ lưu giữ.PGS Jeffrey Grossman thuộc MIT, trưởng nhóm nghiên cứu thực hiện năm2010, đã phát triển thứ gì đó tốt hơn. Ông và TS Alexie Kolpak kết hợp cácống nano cacbon với hợp chất azobenzene, kết quả cho ra đời một hóa chấtcó giá rẻ hơn fulvalene diruthenium và có mật độ năng lượng thể tíchkhoảng 10.000 lần. Nói cách khác, hóa chất này có thể lưu giữ nhiều nănglượng hơn trong không gian hẹp hơn.Kolpak khẳng định, mật độ năng lượng của hóa chất giống như của pinlithium-ion. Bằng cách sử dụng các phương pháp sản xuất theo công nghệnano, hóa chất còn có thể kiểm soát độc lập cả số năng lượng có thể đượclưu giữ và thời gian lưu giữ.Hệ thống hoạt động nhờ các phân tử ống nano cacbon có chức năngazobenzene, thay đổi về cấu trúc khi tiếp xúc với ánh nắng mặt trời và cókhả năng giữ ở trạng thái đó vĩnh viễn. Tuy nhiên, khi có một tác nhân kíchthích như chất xúc tác hoặc thay đổi nhiệt độ thì các phân tử lại trở về hìnhdạng trước đó, giải phóng năng lượng được lưu giữ dưới dạng nhiệt. Lượngnhiệt đó có thể được sử dụng trực tiếp cho hệ thống sưởi ấm hoặc dùng đểphát điện. Trong khi đó, các phân tử sẵn sàng để sạc lại.Loại pin này có hiệu suất cao gấp 8 lần so với các loại máy phát nhiệt điệnmặt trời đã có trước đó, giúp nâng cao đáng kể hiệu quả chi phí cho côngnghệ nhiệt điện nếu sử dụng trên quy mô lớn.Để chế tạo tấm pin, nhóm đã sử dụng công nghệ nano để kết hợp các thiết bịmặt trời quang phổ chọn lọc (spectrally-selective solar absorbers) đặt trongmột căn phòng chân không kín với các vật liệu nhiệt điện hiệu suất cao.Vật liệu thêm vào không những không làm tăng chi phí sản xuất của pin màcòn giúp nâng cao đáng kể hiệu suất hoạt động cho pin. Điều này đồng nghĩavới việc thúc đẩy thị trường năng lượng sạch phát triển mạnh.Tuy nhiên, nếu sử dụng loại pin mới, chúng ta sẽ có cả nước nóng lẫn điệnđể dùng. Tính năng mới này cho phép rút ngắn thời gian thu hồi khoản vốnchi cho lắp đặt hệ thống pin xuống còn 1/3 so với các loại pin mặt trờikhác”.“Sau khi rác được đưa vào thùng ở một mức nhất định, rác sẽ được cắt nhỏvà nén chặt lại. Điều này giúp tăng sức chứa của thùng rác. Chúng tôi rất hàilòng với những thành công bước đầu của cuộc thử nghiệm này”, Bob Carter,giám đốc điều hành công ty môi trường thành phố Cambridge, cho biết.Mỗi thùng rác có dung tích chứa 800 lít và được sử dụng công nghệ nén ráckhông ra nước. Cung cấp năng lượng cho quá trình nén này là bộ pin 12Vđược nạp bằng năng lượng mặt trời. Khi thùng rác đầy 85%, hệ thống cảmứng trên thùng rác sẽ gửi tín hiệu thông báo về trung tâm để các nhân viênvệ sinh môi trường xử lý., thùng rác công nghệ mới Big Belly Bins cũng giúp các nhân vệ sinh môitrường ít phải vận chuyển rác hơn. Điều này giúp giảm chi phí cũng nhưlượng carbon sinh ra từ quá trình thu gom rác thải.Tuy nhiên, một khó khăn khi triển khai rộng hệ thống thùng rác thông minhnày là vấn đề kinh phí. ...