Solarenergie nun 18 Jahre speicherbar

Dank eines "radikalen", neuen wissenschaftlichen Durchbruchs ist die solarbetriebene Elektronik einen Schritt näher daran, ein Teil unseres Alltagslebens zu werden.

Solarenergie ist kostengünstig und umweltfreundlich. (Bild: Getty Images)
Solarenergie ist kostengünstig und umweltfreundlich. (Bild: Getty Images)

2017 haben Wissenschaftler einer schwedischen Universität ein Energiesystem entwickelt, das es ermöglicht, Sonnenenergie einzufangen, bis zu 18 Jahre lang zu speichern und bei Bedarf als Wärme wieder abzugeben.

Wie euronews.green berichtet, ist es Forschern nun gelungen, das System durch die Verbindung mit einem thermoelektrischen Generator zur Stromerzeugung zu bringen. Obwohl es sich noch in einem frühen Stadium befindet, könnte das an der Chalmers University of Technology in Göteberg entwickelte Konzept den Weg für selbstaufladende Elektronik ebnen, die gespeicherte Solarenergie bei Bedarf nutzt.

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"Das ist eine radikal neue Art der Stromerzeugung aus Sonnenenergie. Das bedeutet, dass wir Solarenergie unabhängig von Wetter, Tageszeit, Jahreszeit oder geografischem Standort zur Stromerzeugung nutzen können", erklärt Forschungsleiter Kasper Moth-Poulsen, Professor am Department of Chemistry and Chemical Engineering in Chalmers gegenüber euronews.green. "Wir hoffen, dass dies bei der zukünftigen Entwicklung ein wichtiger Bestandteil des zukünftigen Energiesystems sein wird."

Solarenergie ist variabel, weil sie zum größten Teil nur funktioniert, wenn die Sonne scheint. Doch es werden bereits in rasantem Tempo Technologien entwickelt, die diesen Mangel beseitigen sollen. So wurden aus Abfallpflanzen Sonnenkollektoren hergestellt, die UV-Licht auch an bewölkten Tagen absorbieren, sowie "Nacht-Solarkollektoren", die auch nach Sonnenuntergang funktionieren.

Eine anderes Problem ist die Langzeitspeicherung der erzeugten Energie. Das 2017 in Chalmers entwickelte Solarenergiesystem ist als "MOST" bekannt: Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems. Diese Technologie basiert auf einem speziell entwickelten Molekül aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff, das seine Form ändert, wenn es mit Sonnenlicht in Kontakt kommt. Es verwandelt sich in ein "energiereiches Isomer" – ein Molekül, das aus den gleichen Atomen besteht, aber anders angeordnet ist. Das Isomer kann dann in flüssiger Form für eine spätere Verwendung bei Bedarf gelagert werden, beispielsweise nachts oder im tiefsten Winter. Ein Katalysator setzt die gespeicherte Energie in Form von Wärme frei und bringt das Molekül in seine ursprüngliche Form zurück, sodass es wieder verwendet werden kann. Im Laufe der Jahre haben Forscher das System so verfeinert, dass es nun möglich ist, die Energie 18 Jahre lang zu speichern.

Nutzung der Sonnenenergie muss optimiert werden

Wie in einer neuen Studie beschrieben, die vergangenen Monat in Cell Reports Physical Science veröffentlicht wurde, wurde dieses Modell nun einen Schritt weiter entwickelt. Die schwedischen Forscher schickten ihr einzigartiges, mit Sonnenenergie beladenes Molekül an Kollegen der Shanghai Jiao Tong Universität. Dort wurde die Energie freigesetzt und mit dem von ihnen entwickelten Generator in Strom umgewandelt.

Im Wesentlichen wurde schwedischer Sonnenschein ans andere Ende der Welt geschickt und in China in Strom umgewandelt. "Der Generator ist ein ultradünner Chip, der in elektronische Geräte wie Kopfhörer, Smartwatches und Telefone integriert werden könnte", sagt der Forscher Zhihang Wang von der Chalmers University of Technology. "Bisher haben wir nur kleine Mengen Strom erzeugt, aber die neuen Ergebnisse zeigen, dass das Konzept wirklich funktioniert. Es sieht sehr vielversprechend aus." Das Gerät könnte möglicherweise Batterien und Solarzellen ersetzen und die Art und Weise optimieren, wie wir die reichlich vorhandene Energie der Sonne nutzen. Das Schöne an diesem geschlossenen Kreislaufsystem ist, dass es CO2-frei arbeitet und somit ein großes Potenzial für die Nutzung erneuerbarer Energien hat.

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Der jüngste Bericht des Zwischenstaatlichen Ausschusses der Vereinten Nationen für Klimaänderungen (IPCC) macht deutlich, dass wir erneuerbare Energien hochfahren und uns sehr viel schneller von fossilen Brennstoffen abwenden müssen, um eine sichere Klimazukunft zu gewährleisten.

Während bedeutende Fortschritte in der Solarenergie wie dieser Anlass zur Hoffnung geben, warnen die Wissenschaftler, dass es einige Zeit dauern wird, bis die Technologie in das menschliche Alltagsleben integriert wird. Bis wir unsere technischen Geräte aufladen oder unsere Häuser mit der gespeicherten Sonnenenergie des Systems heizen können, müsse noch immer sehr viel geforscht werden. "Gemeinsam mit den verschiedenen an dem Projekt beteiligten Forschungsgruppen arbeiten wir jetzt daran, das System zu rationalisieren", sagt Moth-Poulsen. "Die Menge an Strom oder Wärme, die daraus gewonnen werden kann, muss erhöht werden."

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