Danske forskere gemmer solens stråler i væsker

Danske forskere gemmer solens stråler i væsker

Ved at overføre energien fra solens stråler direkte ved hjælp af elektrokemi vil danske og portugisiske forskere gemme el i en tank med elektrokemiske væsker. Energi kan så trækkes ud af væskerne via et såkaldt flowbatteri.

Vedvarende energi fra sol og vind er der ikke altid, når vi har brug for det. Derfor er der brug for energilagre, og forskere over hele verden leder i disse år derfor efter egnede metoder.

Forskere fra Aarhus Universitets institut for Ingeniørvidenskab har derfor sat sig for at opbygge et solenergi-system, hvor solens stråler ikke først bliver lavet om til el, som det sker i en traditionel solcelle.

I stedet bruges det fotoelektrokemiske princip, hvor solenergi omdannes direkte til kemisk energi i en flydende væske. Det sker ved hjælp af en fotoelektrode. Og her vil forskerne bruge en teknologi udviklet i Portugal. Det forklarer lektor Anders Bentien:

Her ses den fotoelektrokemisk celle, der omdanner solens stråler til kemisk energi i en væske. Foto: Prof. A. Mendes gruppe ved Department of Engineering, University of Porto

»Vores kolleger i Porto har længe arbejdet med fotoelektroder, der er i stand til at splitte vand i brint og ilt. De elektroder vil vi nu bruge på andre væsker,« fortæller han.

Læs også: Hemmelige elektrolytter giver elbil rækkevidde på 800 km

Væskerne skal i stedet for at blive splittet, ændre potentiale, så der senere kan ske en udveksling af elektroner. I første omgang kigger forskerne på en elektrolyt bestående af en opløsning af vanadium og svovlsyre. Men på længere sigt forventer Anders Bentien, at vanadium-opløsningen bliver skiftet ud med en organisk elektrolyt, som er langt billigere og ikke indeholder tungmetaller. Se også vores grafik til denne artikel.

Selve fotoelektroderne består i udgangspunktet af glas, med et fotoelektrisk aktivt lag af hæmatit - hvilket også bare kaldes for rust. Men forskerne kigger også her på andre og måske mere effektive materialer.

Sådan virker det solopladede flowbatteri.

Læs også: Stort hybridbatteri skåner elnettet for vindmøllestrøm

I det hele taget handler det om at finde den rette kombination af materialer i de elektrokemiske væsker og fotoelektroder forklarer Ander Bentien.

Når energi skal ud igen, omdannes den til el ved hjælp af et redox flowbatteri. Sådan et batteri består af to elektroder adskilt af en ionledende membran. Den opladede væske passerer forbi membranen og afgiver elektroner til væsken på den anden side af membranen:

»Når det gælder selve lagringen og omdannelse til el, så tror vi, at det er muligt at komme ned på et prisniveau der svarer til blybatterier, men med meget længere levetid. For selv om prisen for redox flowbatterier lige nu er høj, så er der ikke noget rent teknisk eller materialemæssigt som retfærdiggør det. Det handler først om fremmest som styktal,« siger han.

Forskerne har vist, at princippet kan fungere, men der udestår et stort arbejde med at gøre den mere effektiv og ikke mindst billigere.

Læs også: Professor: Nyt flowbatteri har lovende fremtid

Anders Bentien forestiller sig, at et 50 kvadratmeter anlæg som soloplader elektrolytten direkte og en tank, der kan indeholde 10 kWh opladet elektrolyt, kombineret med et redox flowbatteri på omkring 4 kW, vil kunne reducere elforbruget i et enfamiliehus med op mod 80 procent. Der vil stadig skulle købes el fra nettet, da der i vintermånederne i Danmark er meget lidt sol. Oven i det vil der komme et ekstra bidrag i form af varme. Elektrolytten varmes nemlig op under solopladningsprocessen, helt i stil med en traditionel solfanger.

Virkningsgraden for redox flowbatterier er omkring 80 procent, og Anders Bentien tror, at virkningsgraden for solopladningen skal op på minimum 10 procent, før det er kommercielt interessant.

Forskningsgruppen har fået 6,4 mio. i perioden frem til 2018 fra Det Frie Forskningsråd. Oven i det er gruppen tildelt et Horizon 2020 Marie Curie Fellowship på 1,6 mio. kroner til ansættelse af en postdoc.

Kommentarer (7)

Det interessante er vel, om energitætheden kan komme op på et niveau, hvor det er praktisk at bruge i biler. Det duer jo ikke at skulle ind og tanke/skifte elektrolytter for hver 50-100 km på trods af en 200 liters tank.

  • 0
  • 7

Så undgår man da det bøvl med at blive tilsluttet nettet og kan bruge ALT sol energien til sig selv.
Så man kun fremover skal bruge det smule fra det skatte/afgift plagede strøm, når sol-energi lageret er tømt. ;c)
Sol celler er en udemærket ide, men er ubrugeligt da man ikke kan "gemme" på energien til eget forbrug. Bly batterier eller Li-ion batterier har ikke så høj en lagerkapacitet kontra prisen for batterierne.

  • 0
  • 3

Det interessante er vel, om energitætheden kan komme op på et niveau, hvor det er praktisk at bruge i biler. Det duer jo ikke at skulle ind og tanke/skifte elektrolytter for hver 50-100 km på trods af en 200 liters tank.


Hvor i artiklen er der nævnt noget om elbiler? Der tales der imod om et anlæg på 50 m2 og en tank der kan opbevare 10 kWh samt en inverter på 4 kW... Målet er at anlægget skal kunne forsyne et almindeligt parcelhus med energi fra solen, hvor strømmen først bruges om aften...

  • 8
  • 0