Znajdź zawartość

Naukowcy z MIT-u (Massachusetts Institute of Technology) poinformowali o dokonaniu przełomowego odkrycia, które w niedalekiej przyszłości zamieni światło słoneczne z marginalnego w główne źródło czystej energii. Akademicy opracowali bowiem tanią prostą metodę przechowywania energii. Dotychczas z energii słońca można było korzystać tylko w dzień, gdyż jej przechowywanie jest bardzo drogie i mało efektywne. Wykorzystanie energii słonecznej zawsze miało poważne ograniczenia. Teraz myślimy o Słońcu jako o niewyczerpanym źródle energii, z którego już wkrótce będziemy mogli korzystać - mówi profesor Daniel Nocera, jeden z głównych autorów studium. To wielkie odkrycie o olbrzymim znaczeniu dla przyszłości ludzkości - mówi Barber. Nie można go przecenić, gdyż umożliwia opracowanie technologii, które zmniejszą naszą zależność od paliw kopalnych, a jednocześnie pomogą w walce ze zmianami klimatycznymi - dodaje. Obecnie używane przemysłowe procesy elektrolizy, dzięki którym przeprowadza się rozkład wody na tlen i wodór, mają spore wady w porównaniu z technologią Nocery. Wykorzystywane są w nich bowiem bardzo drogie elektrody, a cały proces przebiega w silnie zasadowym środowisku. Sam Nocera mówi, że prace jego zespołu to dopiero początek. Jego zdaniem naukowcy wykorzystają nową technologię i w ciągu 10 lat rozpocznie się rewolucja, której skutkiem będzie ograniczenie scentralizowanych systemów produkcji i dystrybucji energii. Każdy właściciel domu będzie mógł korzystać za dnia z energii słońca, której nadmiar zostanie wykorzystany do przeprowadzenia elektrolizy wody, dzięki czemu zapewni sobie energię wówczas, gdy słońce nie świeci.

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. Profesor Grossman dodaje, że gdyby wyprodukować z fulwalenu dirutenu paliwo do baterii przechowujących energię słońca, to mogłoby ono generować temperaturę nawet 200 stopni Celsjusza. To wystarczyłoby do ogrzania domów czy napędzenia silników elektrycznych. Grossman jest przekonany, że po przeprowadzeniu symulacji, badań i przejrzeniu bazy danych z dziesiątkami milionów molekuł uda się znaleźć tani zastępnik dla fulwalenu dirutenu. 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. Aby odpowiedzieć na te pytania Grossman chce nawiązać współpracę z Danielem Nocerą, o którego przełomowych badaniach informowaliśmy przed dwoma laty.