Các nhà khoa học chế tạo thành công nhiên liệu lỏng có thể lưu trữ năng lượng Mặt Trời trong vòng 18 năm

Mặc dù năng lượng Mặt Trời có rất nhiều lợi ích, đặc biệt là giúp bảo vệ môi trường và thay thế các nguồn năng lượng truyền thống. Tuy nhiên vẫn còn một vấn đề lớn mà các nhà khoa học chưa thể giải quyết, đó là chưa có biện pháp giá rẻ nào giúp lưu trữ năng lượng Mặt Trời trong một thời gian dài. Hiện tại chúng ta vẫn sử dụng pin để lưu trữ.

Tuy nhiên mới đây, các nhà khoa học đến từ Thụy Điển đã chế tạo thành công một loại nhiên liệu lỏng, được gọi là “nhiên liệu nhiệt Mặt Trời”, mà có thể giúp lưu trữ năng lượng Mặt Trời trong khoảng thời gian lên đến gần hai thập kỷ.

Jeffrey Grossman, một kỹ sư MIT trong nhóm nghiên cứu loại nhiên liệu mới này cho biết: “Nhiên liệu nhiệt Mặt Trời giống như một viên pin có thể sạc lại. Nhưng thay vì điện năng, nhiên liệu này có thể lưu trữ ánh sáng Mặt Trời và tỏa ra nhiệt năng khi được kích hoạt”.

Nhiên liệu đặc biệt này thực tế là những phân tử ở dạng lỏng, được các nhà khoa học tại Đại học Công nghệ Chalmers, Thụy Điện nghiên cứu và cải tiến trong nhiều năm qua.

Các phân tử này gồm có carbon, hydro và nitơ. Khi được tác động bởi ánh sáng Mặt Trời, chúng bắt đầu phản ứng bất thường. Liên kết giữa các nguyên tử bị thay đổi, sắp xếp lại và phân tử này biến thành một dạng đầy năng lượng của chính nó, được gọi là một đồng phân.

Năng lượng Mặt Trời khi đó được lưu trữ dưới dạng các liên kết hóa học mạnh mẽ bên trong đồng phân này. Ngay cả khi nhiệt độ giảm xuống nhiệt độ phòng, các liên kết này cũng không bị ảnh hưởng và nó có thể giữ nguyên trạng thái năng lượng trong hàng chục năm.

Khi chúng ta cần sử dụng đến nguồn năng lượng này, chỉ cần việc đưa nhiên liệu lỏng qua môi trường chất xúc tác. Khi đó các liên kết bị phá vỡ và thay đổi trở về trạng thái phân tử ban đầu, đồng thời giải phóng ra nguồn năng lượng dưới dạng nhiệt, tương đương với lúc mà nó được hấp thụ.

Cơ chế hoạt động của hệ thống nhiên liệu nhiệt Mặt Trời.

Một nguyên mẫu đầu tiên của hệ thống này đã được xây dựng và đặt trên nóc nhà của trường Đại học Công nghệ Chalmers. Các nhà nghiên cứu cho biết đã có rất nhiều nhà đầu tư tỏ ra quan tâm đến dự án nhiên liệu nhiệt Mặt Trời này. Đây rất có thể là nhiên liệu của tương lai, một phương pháp giá rẻ giúp lưu trữ năng lượng Mặt Trời.

Hệ thống nguyên mẫu đầu tiên này được chế tạo theo cơ chế hoạt động tuần hoàn. Nhiên liệu lỏng được bơm vào các ống trong suốt, tại đây nó sẽ được làm nóng bởi ánh sáng Mặt Trời và bắt đầu biến đổi. Sau đó, nhiên liệu được chuyển tới các buồng chứa ở nhiệt độ phòng, với năng lượng thất thoát ở mức tối thiểu.

Sau một loạt các thử nghiệm, các nhà nghiên cứu cho biết nhiên liệu nhiệt Mặt Trời của họ có thể lưu trữ hơn 250 Wh năng lượng Mặt Trời mỗi một kg, gấp đôi công suất năng lượng pin Powerwall của Tesla.

Các nhà nghiên cứu vẫn đang tiếp tục cải tiến nhiên liệu nhiệt Mặt Trời này, với hy vọng có thể làm tăng nhiệt lượng sản sinh ra ở mức tăng thêm 110 độ C, thay vì hơn 60 độ C như hiện nay. Nếu nhiên liệu này được sử dụng rộng rãi, hứa hẹn sẽ giúp năng lượng Mặt Trời ngày càng trở nên phổ biến hơn và có chi phí rẻ hơn hiện nay.

Tham khảo: sciencealert