گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
سوخت حرارتی خورشیدی موضوع تحقیق جدید دانشمندان سوئدی در حوزه انرژی های تجدید پذیر بوده که به توسعه سوختی مایع با توانایی شگفت‌انگیز ذخیره انرژی خورشیدی تا حدود 18 سال منجر شده است. در بررسی این کشف بزرگ با ما همراه باشید.
سوخت حرارتی خورشیدی (Solar thermal fuel) اسمی است که پژوهشگران دانشگاهی در سوئد، برای نوعی مایع شگفت‌انگیز با توانایی حفظ انرژی به دست آمده از نور خورشیدی تا بیش از یک دهه انتخاب کرده‌اند. این‌طور که به نظر می‌رسد، دستاورد این دانشمندان حوزه انرژی های تجدید پذیر را دچار تغییراتی اساسی خواهد کرد.
جزئیات پروژه سوخت حرارتی خورشیدی
به صورت کلی انرژی خورشیدی با وجود فواید بی‌شمارش یک مشکل اساسی دارد؛ ذخیره این انرژی در طولانی مدت بسیار هزینه‌بر است. با این حال مطالعات دانشمندان دانشگاه فناوری چالمرز (Chalmers University of Technology) سوئد بر روی نوعی مایع مهندسی‌شده نشان داده که برطرف کردن این چالش امکان‌پذیر است.
سوخت حرارتی خورشیدی از نوعی مولکول شامل عناصر کربن، نیتروژن و هیدروژن در حالت مایع تشکیل شده که با جذب گرما از انرژی خورشیدی، پیوندهای میان اتم‌های آن دچار تغییراتی شده و به نوعی انرژی را در حالت جدید ذخیره می‌کند.
جفری گراسمن (Jeffrey Grossman)، مهندسی از دانشگاه ام آی تی که با این نوع مواد سر و کار دارد، در این رابطه گفته که سوخت حرارتی خورشیدی درست مانند یک باتری قابل شارژ عمل می‌کند و به جای الکتریسیته، با دریافت نور خورشید از خود حرارت پس می‌دهد. از طرف دیگر، در کمال شگفتی انرژی ورودی به این ماده هم تا مدتی بسیار طولانی حفظ می‌شود.
پس از جذب انرژی و تغییر پیوندها، می‌توان دمای مایع سوختی مورد نظر را بدون نگرانی از هدر رفتن انرژی، تا دمای اتاق پایین آورد. برای آزاد شدن حرارت از این ماده تنها کافی است که سوخت حرارتی خورشیدی را در معرض نوعی کاتالیست قرار داده تا انرژی موجود در بین پیوندها آزاد شده و ماده به شکل اولیه‌اش بازگردد.
به عنوان مثال از این روش می‌توان برای تامین گرمایش خانه‌ها در شب‌ها و یا زمستان‌ها که نور خورشید به اندازه دیگر زمان‌ها نیست، استفاده کرد و به کار گرفتن یک نمونه اولیه از سیستم وابسته به این ماده بر روی سقف یکی از ساختمان‌های دانشگاه چالمرز نشان داده که ایده سوخت حرارتی خورشیدی عملی است و افراد زیادی هم مایل به سرمایه گزاری در این زمینه هستند.
چرخه استفاده از سوخت حرارتی خورشیدی
این چرخه تجدید پذیر که بدون احتراق و انتشار گازهای گلخانه‌ای طی می‌شود، شامل نوعی آینه مقعر برای متمرکز کردن نور خورشید بر روی لوله حرارتی بوده و سیستم انعکاس نور آن هم مجهز به وسایل لازم برای تعقیب کردن نور خورشید است. پس از تغییر ساختار مولکول‌ها و جذب انرژی، بازگرداندن ماده به حالت اولیه باعث بالا رفتن دمای سوخت تا میزان 63 درجه سلسیوس می‌شود و انتظار میرد و که بتوان از این میزان حرارت برای تامین انرژی سیستم گرمایش ساختمان‌ها، گرم کردن آب برای حمام و سایر کاربردهای خانگی دیگر استفاده کرد.
محققان در جریان مطالعات سوخت حرارتی خورشیدی را تا 125 مرتبه، بدون آسیب رسیدن به ساختار مولکول‌ها در چرخه حرارتی مورد نظر خود قرار داده‌اند. کاسپر مات پولسن (Kasper Moth-Poulsen)، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی در این رابطه می‌گوید که مایع سوختی توسعه‌یافته می‌تواند در هر کیلوگرم 250 وات ساعت انرژی ذخیره کند که این مقدار دو برابر ظرفیت باتری‌های پاوروال (Powerwall) شرکت معروف تسلا است.
البته به گفته پولسن تکنولوژی مورد نظر هنوز ظرفیت زیادی برای پیشرفت دارد و با اعمال برخی تغییرات به سوخت حرارتی خورشیدی می‌توان تغییر دمای آن را تا میزان 110 درجه سانتی‌گراد بالا برد. به علاوه، تا این لحظه تمرکز دانشمندان بر روی عملی کرده ایده بوده و از این به بعد با تمرکز بر روی بالا بردن بازدهی چرخه می‌توان انتظار داشت که پیشرفت‌های چشم‌گیری در این بخش از حوزه انرژی‌های تجدید پذیر گزارش شود.
پولسن می‌گوید که در صورت پیش رفتن برنامه‌ها بدون بروز مشکل، تا ده سال آینده فناوری مایع سوختی خورشیدی در سطحی تجاری در اختیار همگان قرار خواهد گرفت. تازه‌ترین مقاله مربوط به تحقیقات این تیم در ژورنال “Energy & Environmental Science” به چاپ رسیده است.
