Es baut auf früheren Forschungsergebnissen auf, die zeigen, dass Solarenergie bis zu 18 Jahre gespeichert werden kann.
Die Speicherung von Solarenergie ist ein wichtiger Teil des Puzzles sauberer Energie.
Weltweit werden voraussichtlich fast 600 GW an Solarstrom in diesem Jahr – 29 Prozent mehr als im letzten Jahr, selbst nach dem beispiellosen Wachstum im Jahr 2023.
Laut der britischen Denkfabrik Ember ist die Speicherung von Solarenergie der Schlüssel, um erneuerbare Energien auf die nächste Stufe zu heben.
Aber – neben anderen Herausforderungen – viele Batterien werden aus nicht nachhaltigen Materialien hergestellt und neigen zur Überhitzung.
In einer „sehr spannenden“ Entwicklung haben Forscher der Barcelona East School of Engineering (EEBE) nun beide Probleme mit einem einzigartigen Hybridgerät in Angriff genommen.
„Ich freue mich sehr darüber, da wir zeigen, dass es möglich ist, die Effizienz von Photovoltaiksystemen zu steigern und Speichermöglichkeiten hinzuzufügen“, sagt der leitende Forscher Professor Kasper Moth-Poulsen gegenüber Euronews Green.
Wie funktioniert die neue Solarspeicher-Technologie?
Das Gerät kombiniert eine Silizium-Solarzelle mit einem Speichersystem namens MOST, was für Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems steht.
Während seiner Arbeit an der Technischen Universität Chalmers in Göteborg zeigte Moth-Poulsen mit MOST, dass Solarenergie kann 18 Jahre lang gespeichert werden.
Die Technologie basiert auf einem speziell entwickelten Molekül aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, das bei Kontakt mit Sonnenlicht seine Form verändert.
Dabei handelt es sich um gängige Elemente, die eine Alternative zu anderen Technologien darstellen, die auf knappen Materialien wie Lithium basieren.
Bei Bestrahlung mit ultraviolettem Licht durchlaufen die organischen Moleküle eine chemische Umwandlung und speichern die Energie zur späteren Verwendung.
Ein einzigartiges Merkmal des Systems besteht darin, dass die Moleküle auch für Kühlung in der Photovoltaikzelle sorgen, indem sie als optischer Filter fungieren und Photonen (Lichtteilchen) blockieren, die normalerweise eine Erwärmung verursachen würden.
Es überrascht nicht, Batterie Systeme arbeiten effizienter, wenn sie nicht zu heiß werden.
In diesem Fall wurde in Labortests ein Rekord-Energiespeicherwirkungsgrad von 2,3 Prozent für molekularthermische Solarenergie erreicht (gegenüber den üblichen 1,1 Prozent).
Auch der zweite, photovoltaische Teil des Geräts, der Sonnenenergie in Elektrizität umwandelt, konnte dank der Kühlwirkung des MOST-Systems Effizienzgewinne erzielen.
Wie könnte dieser Solarakku eingesetzt werden und wie geht es weiter?
„Mit der Weiterentwicklung könnte es möglich sein, diese Technologie als Nachrüstlösung für bestehende Solarzellenanlagen zu entwickeln“, sagt Moth-Poulsen.
Nach dieser erfolgreichen Demonstration im Labormaßstab, die in der Zeitschrift JouleNun müssen die Forscher noch einige technische Schritte unternehmen, um die Technologie für den Langzeiteinsatz robust zu machen. Außerdem müssen sie die Materialproduktion verbessern, um den Preis zu senken.
„Die Systeme werden derzeit in Universitätslabors hergestellt – letztendlich müssen wir bei der Skalierung mit Partnern zusammenarbeiten“, fügt er hinzu.
Obwohl sich die Erfindung noch in einem frühen Stadium befindet, hoffen die Forscher, dass sie mit ihrer Hybrid-Erfindung schon bald dazu beitragen wird, unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und die Umweltauswirkungen anderer Batterien zu minimieren.
