O descoperire solară revoluționară ar putea face din lemn o parte a rețelei energetice.
Creșterea energiei regenerabile creează volatilitate în rețea, deoarece producția solară și eoliană nu corespunde adesea cererii. Cercetătorii din China au dezvoltat un material modificat din lemn de balsa care absoarbe lumina soarelui și o stochează sub formă de căldură. Tehnologia ar putea indica noi sisteme solare care captează, stochează și gestionează energia mai eficient.
Pe măsură ce lumea adaugă capacitate de energie solară și eoliană la o scară fără precedent, ne confruntăm din ce în ce mai mult cu o criză de variabilitate energetică. Panourile solare produc energie numai atunci când soarele strălucește, iar turbinele eoliene când bate vântul. Din păcate, curbele cererii de energie sunt adesea direct în contradicție cu aceste tendințe de producție. Acest lucru creează o dilemă majoră pentru rețeaua energetică, precum și pentru piețele de energie. Iar volatilitatea pieței, inclusiv prețurile negative record ale energiei în locurile în care sursele regenerabile au fost implementate la o scară masivă, poate speria investitorii, amenințând astfel viitorul adoptării energiei curate atunci când este mai urgentă ca niciodată.
Soluția evidentă la această problemă este extinderea masivă a stocării de energie la scară de rețea și dezvoltarea de soluții de stocare a energiei pe termen lung rentabile și scalabile. Oamenii de știință din întreaga lume lucrează în prezent din greu pentru a face exact acest lucru - dar mulți cercetători analizează, de asemenea, noi și inedite forme de producție de energie curată care pot produce non-stop, evitând cu totul problema variabilității. Unele dintre aceste soluții sunt atât de originale și inovatoare încât sună rupte din paginile science fiction, de la „panouri solare inverse” care creează energie noaptea după ce au capturat căldură în timpul zilei, „panouri anti-solare” care pot crea lumină din întuneric, și trimiterea de panouri solare în spațiu, unde soarele nu apune niciodată.
Dar toate acestea sună relativ plauzibil în comparație cu noile descoperiri din China. Chiar luna trecută, o echipă de cercetători cu sediul în Yunnan a publicat un studiu care dezvăluie că a creat o nouă formă de sistem de energie solară care poate crea energie chiar și în întuneric. Și, cel mai nebunesc dintre toate, este făcut din lemn.
„Lucrarea noastră prezintă o platformă scalabilă și ecologică pe bază de lemn pentru recoltarea avansată a energiei termice solare”, au scris cercetătorii în lucrarea lor, publicată în revista științifică Advanced Energy Materials.
Lemnul brut reflectă lumina soarelui și absoarbe apa, calități care pot fi valorificate pentru a crea un fel de celulă solară. Lemnul de balsa, în special, are potențialul de a funcționa într-un sistem de energie solară datorită formării sale naturale. Echipa de cercetare a descoperit că, datorită structurii sale naturale pline de microtuburi aliniate, lemnul de balsa este excelent pentru ghidarea căldurii și reținerea materialelor ca un „schelă naturală”. Cu toate acestea, lemnul nu este util pentru aplicații energetice în starea sa naturală.
În esență, metoda funcționează prin „reconstruirea lemnului din interior spre exterior”, după cum a explicat Interesting Engineering. În primul rând, lignina naturală, care conferă lemnului culoarea și rigiditatea, trebuie îndepărtată pentru a face materialul extra poros, transformând practic lemnul într-un burete. Apoi, toate acele canale interne sunt acoperite cu fosforen negru, „un material care absoarbe lumina soarelui de-a lungul lungimilor de undă ultravioletă, vizibilă și infraroșie și o transformă în căldură”. În cele din urmă, acele canale sunt umplute cu acid stearic, care se topește și stochează energia atunci când este încălzit. Aceasta, printre alte detalii metodologice, este ceea ce face ca materialul să fie util ca o componentă a unui sistem de energie solară.
Când lumina soarelui lovește materialul, acesta se încălzește și topește acidul din interior, care este apoi eliberat treptat, ceea ce înseamnă că materialul continuă să producă energie sub formă de căldură mult după ce sursa de lumină solară a dispărut.
„Ca o dovadă a conceptului, conversia stabilă solar-termică-electrică este demonstrată cu o tensiune de ieșire de până la 0,65 V sub iradiere cu un singur soare”, a continuat lucrarea să detalieze.
„Această lucrare sugerează o modalitate simplă de a construi un sistem solar extrem de eficient”, raportează Interesting Engineering. „Dacă va avea succes, ar putea fi adaptat la alte nanomateriale și structuri de biomasă, dând naștere unei noi generații de sisteme de energie solară capabile să capteze, să stocheze și să gestioneze singure energia.”