Zonne-energieopslag in vloeistof

Een team van wetenschappers onder leiding van professor Kasper Moth-Poulsen aan de Chalmers University of Technology in Zweden heeft een manier ontwikkeld om zonne-energie efficiënt op te slaan in een chemische vloeistof. De opgeslagen energie kan getransporteerd worden en op het gewenste moment als thermische energie worden vrijgelaten.

Bij de methode wordt zonne-energie rechtstreeks geconverteerd en opgeslagen in een chemische vloeistof om zo een zogenaamde ‘molecular solar thermal energie storage system’ oftewel MOST te vormen. Het proces is gebaseerd op de organische samenstelling norbornadieen, die bij blootstelling aan licht omvormt tot quadricyclaan. Door de chemische opslag te combineren met zonnepanelen die water verwarmen, kon er een conversie gehaald worden van meer dan 80 procent van de energie die van het zonlicht wordt opgevangen.

Nadat in 2013 de eerste stappen werden gezet, zijn er grote stappen gemaakt in de ontwikkeling van het systeem. In eerste instantie speelde het dure element ruthenium nog een grote rol in de conversiestof, maar inmiddels werkt het met veel goedkopere elementen op basis van koolstof. Ook is de efficiëntie van de conversie vele malen verhoogd. Een vloeistof op een kamertemperatuur van 20 °C kan nu met 63 graden worden verwarmd tot 83 °C. Bij die conversie keren de moleculen weer terug naar hun natuurlijke vorm, waarna ze opnieuw gebruikt kunnen worden om energie op te slaan. Bovendien kunnen de moleculen de energie zo’n 18 jaar vasthouden. Eerder werd ook het brandbare tolueen gebruikt, maar de wetenschappers hebben inmiddels een manier gevonden om dat niet te hoeven gebruiken.

Die stappen betekenen dat het proces inmiddels een circulair energiesysteem vormt. Na het vangen van de zonne-energie kan dat worden opgeslagen om op een gewenst moment door de katalysator te worden gehaald, waarna de vloeistof verwarmd wordt. Die vloeistof kan bijvoorbeeld bij verwarmingssystemen worden gebruikt. Nadat de vloeistof zijn warmte heeft afgegeven, wordt hij weer terug naar het dak gepompt, waar hij weer energie kan opvangen. En dat alles zonder enige vorm van uitstoot of schade aan het molecuul.