Ne e dimë shpesh dritën e diellit si diçka të përkohshme; këtu, kur dielli është lart, ai zhduket kur shkon në anën tjetër të botës. Por një risi e re, në nivel molekular, sfidojë këtë ide, duke sugjeruar një mënyrë për të kapur dhe ruajtur energjinë e diellit drejtëpërdhëjt për përdorim të vonuar. Kjo mund të hapë një rrugë të re për ruajtjen afatgjatë të energjisë për ngrohjen e shtëpive dhe furnizimin me ujë të ngrohtë, pa një bateri tradicionale në ekulacion.
Bateritë fuqizojnë qetësisht një pjesë të rëndësishme të jetës sonë të përditshme moderne. Ato ushqyjnë telefonat tanë, laptopët tanë, makinat tona dhe madje mbështeten edhe për pajisjet dhe infrastrukturën mjekësore që e mbajnë tërë qytetet në funksion. Megjithëse janë thelbësore, shumica prej nesh rrallë ndalojnë për të pyetur se si funksionojnë në të vërtetë, ose nëse ruajtja e energjisë duhet të ndjekë të njëjtën model.
Kjo risi synon pikërisht të sfidojë këtë. Ajo mund të hapë një rrugë të re për ruajtjen afatgjatë të energjisë diellore për ngrohjen e shtëpive dhe furnizimin me ujë të ngrohtë, pa një bateri tradicionale në ekulacion.
Për të kuptuar pse kjo risi është e rëndësishme, duhet të hedhim një sy të shpejtë në botën e elektrokimisë. Pra, merrni kafene dhe uluni rehat.
Bateritë ruajnë energji si potencial kimik, i cili ekziston si tension në mënyrën se si janë tërbuar atomet dhe elektronet midis dy materialeve. Kur një bateri ngarkohet, energjia e jashtme forcon elektronet dhe ionet në konfiguracione me energji të lartë, ku natyrisht nuk do të qëndronin. Është ekuivalenti kimik i ngritjes së një peshe në një raft të lartë ose të kompresimit të një molle.
Ky potencial i ruajtur mbetet derisa qarku mbyllet dhe elektronet mund të rrjedhin përmes qarkut nga anodi në katod drejt një gjendje me energji më të ulët, duke lëshuar atë energji të ruajtur si rryma elektrike.
Ky sistem funksionon mjaft mirë, dhe pikërisht për këtë arsye bateritë janë bërë themeli i elektronikës moderne. Megjithatë, si gjithçka tjetër në jetë, ato kanë kufizimet e tyre. Me kalimin e kohës, bateritë fillojnë të degradojnë dhe lëshojnë një rezidual të bardhë, ose fillojnë të fryhen dhe lëshojnë nxehtësi, sinjale të njohura të dështimit. Ato gjithashtu varen nga materiale komplekse dhe nuk janë gjithmonë ideale për ruajtjen e energjisë për periudha të gjata.
Për energjinë diellore, bateritë shtojnë hapa shtesë. Së pari, drita e diellit duhet të konvertohet përmes paneleve fotovoltaike në energji elektrike, e cila më pas ruhet në një bateri. Kur ajo energji është e nevojshme, ajo duhet të nxirret, të dërgohet përmes një qarkut dhe të konvertohet përsëri në diçka të përdorëshme, qofse dritë, nxehtësi ose lëvizje.
Por, sipas kërkuesve në UC Santa Barbara, ata kanë arritur të thjeshtojnë ndjeshmërisht sistemin e përgjithshëm. Në një studim revolucionar që u botua së fundmi në “Science”, ekipi pretendon se ka zhvilluar një molekulë organike e cila është në gjendje të absorbojë dritën e diellit dhe të e ruajë drejtëpërdhëjt në lidhjet e veta kimike. Është e rëndësishme të theksuar se, sipas studimit, dendësia e energjisë e kësaj molekule, sipas peshës, afrohet atij të disa nga dizajnet më të avancuara të baterive me litium.
Molekula, e quajtur Pyrimidone, rrjedh nga struktura të ngjashme me atë të ndërtimeve të ADN-së. Këtu, ekipi e ka modifikuar atë në një sistem kompakt, i krijuar posaçërisht për të kapur energjinë e diellit. Shkencëtarët e quajnë këtë lloj teknologjie “Ruajtje Termike Molekulare e Diellit” (MOST).
“Në sistemet MOST, energjia ruhet në lidhjet kimike, dhe jo si nxehtësi ose ngarkim elektrik”, tha Han Nguyen në një email për “New Atlas”. “Lidhjet kimike janë zakonisht stabile, e cila lejon që energjia të ruhet për periudha të gjata pa humbje të konsiderueshme. Në sistemin tonë bazuar në pyrimidonë, energjia ruhet në një formë të tensionuar, e quajtur izomer Dewar. Një herë që molekula është në këtë formë, ajo mbetet aty derisa ne të shkaktojmë që ajo të lërë energjinë.”
Ajo që ajo po përshkruan ndodh brenda një molekule. Në vend të lëvizjes së elektronëve midis materialeve, ky sistem funksionon brenda tij. Kur drita e diellit godet strukturën, ajo kalon në një konfiguracion të tensionuar që fikson energjinë potenciale në lidhet e veta kimike.
Në disa mënyra, molekula vepron si një “lojë e vogël” molekulare. Drita e diellit vendos “lojën”, duke shtyrë strukturën në një pozicion të tensionuar dhe me energji të lartë. Kimistët e quajnë këtë lloj ndryshimi struktural “fotoizomerizim”, një proces në të cilin drita ndryshon gjeometrinë e një molekule pa e thyer.
Në këtë sistem, ky ndryshim i reversueshëm i formës vepron si cikli i ruajtjes. Për të lëshuar energjinë, aplikohet një katalizator acid. Ajo që e bën atë veçanërisht interesante për ruajtjen moderne të energjisë është se energjia lirohet si nxehtësi, dhe jo si rryma, “nxehtësi e mjaftueshme për të zierë ujë”, sipas studimit.
Shumë sisteme të energjisë së rinovueshme sot janë krijuar për të ruajtur energji elektrike, ndërsa shpesh ajo që duhet të prodhohet është nxehtësi. Uji i ngrohtë, shumë procese industriale dhe ngrohja e ndërtesave mbështeten në energji termike, kështu që energjia e ruajtur në bateritë tradicionale duhet të kalojë një fazë konvertimi. Sistemi MOST është krijuar për të hequr këtë fazë dhe për të përmbushur këtë nevojë drejtëpërdhëjt.
“Ne e shohim si një teknologji komplementare, dhe jo si një zëvendësim i asaj që ekziston tashmë”, tha Han Nguyen. “Peizazhi i energjisë po bëhet gjithëpërfshirës, duke u bazuar në panele fotovoltaike të kombinuara me bateri lit
Burimi: newatlas.com
