Năng lượng mặt trời sẽ được đóng chai trong 10 năm tới?

Bắt đầu từ chất lỏng hấp thu năng lượng

Một hệ thống thử nghiệm đang được lắp trên mái nhà của khoa Vật lý thuộc CUT do giáo sư Kasper Moth-Poulsen, khoa Kỹ thuật hóa chất của CUT, chủ trì để gom năng lượng mặt trời sau đó lưu giữ chúng ở nhiệt độ môi trường, khi dùng, được gia nhiệt nhờ xúc tác coban.

Theo GS. Kasper Moth-Poulsen, mỗi chai 1kg có thể lưu giữ 250Wh năng lượng mặt trời, gọn nhẹ và hiệu quả hơn nhiều so với các tấm pin năng lượng mặt trời hiện có. Nếu thành công, nguồn năng lượng mặt trời đóng chai sẽ giải quyết được tình trạng khủng hoảng năng lượng trong tương lai, hạn chế dùng nguồn năng lượng hóa thạch như than, dầu, làm giảm ô nhiễm môi trường và quan trọng hơn, tiết kiệm nguồn năng lượng cho thế hệ mai sau. Đặc biệt, hệ thống này không thải ra khí carbon dioxide (CO2) và các chất gây hiệu ứng nhà kính khác. Nếu thành công, tương lai các hộ gia đình vừa có thể tự sản xuất và lưu trữ năng lượng dùng dần, nếu thừa có thể bán cho các công ty năng lượng của địa phương.

Không chỉ mang tính kinh tế năng lượng và môi trường, dự án trên còn mang tính xã hội. Trước hết, nó là nguồn năng lượng dồi dào, có từ hàng nghìn năm, đã được con người khai thác theo nhiều cách khác nhau nhưng việc lưu giữ và dùng dần thì chưa từng có. Vì vậy, dự án trên được xem là mới mẻ và đầy triển vọng. Nếu khả thi, nó sẽ tạo nhiều việc làm, sản phẩm hữu ích và xa hơn là hạn chế tình trạng khan hiếm nhiên liệu do nguồn tài nguyên trong lòng đất bị cạn kiệt.

Chất lỏng đặc biệt được CUT tạo ra là các phân tử dạng lỏng, gồm carbon, hydro, nitơ. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào, các liên kết giữa những nguyên tử được sắp xếp lại và biến thành một phiên bản mới dự trữ năng lượng. Khi đông về hoặc ban đêm hay khi trời không có nắng, hỗn hợp phân tử chứa năng lượng sẽ giải phóng năng lượng dưới dạng nhiệt thông qua chất xúc tác. "Năng lượng trong chất lỏng được lưu trữ đến 18 năm và khi sử dụng sự gia tăng nhiệt độ còn cao hơn cả sự mong đợi", GS. Kasper Moth-Poulsen nhấn mạnh.

Các nhà nghiên cứu đã đưa chất lỏng qua quy trình thử nghiệm hơn 125 lần, thu và xả nhiệt mà không gây tổn hại đáng kể cho các phân tử trong chất lỏng. Hiện tại, chất lỏng này đã được thử nghiệm quy mô lớn hơn với một hệ thống thu nhận năng lượng, được đặt trên mái nhà của CUT. Kết quả thực sự thu hút sự quan tâm của nhiều nhà đầu tư. Dự kiến, khoảng 10 năm tới, loại năng lượng đặc biệt từ mặt trời sẽ được phổ biến rộng rãi.

Chìa khóa công nghệ 

Công nghệ đóng chai năng lượng mặt trời của CUT có tên MoST (Molecular solar thermal-Lưu trữ năng lượng mặt trời phân tử). Ưu điểm của công nghệ này là có trọng lượng phân tử thấp, vận chuyển và lưu trữ an toàn, ổn định và không phát thải độc hại vì một phân tử được tạo ra chủ yếu từ carbon và oxy. Thực tế, nó có thể được sản xuất bằng cách sử dụng carbon dư trong bầu khí quyển.

Tuy nhiên, có một số vấn đề cần được giải quyết như: phân tử norbornadiene NBD1 chỉ có thể chuyển đổi để đáp ứng với đầu UV của phổ ánh sáng trắng. Do đó, hiệu quả của nó bị giảm do không thể sử dụng nhiều hơn các bước sóng do mặt trời cung cấp. Qua các nghiên cứu gần đây, chất này chỉ có thể sử dụng 4% tổng tải lượng quang tử được cung cấp khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời liên tục. Ngoài ra, hệ thống MoST chỉ có khả năng làm nóng nước tốt nhất tới 830C, không phù hợp với một hệ thống tuabin thông thường, đòi hỏi nước phải được chuyển thành hơi để giúp nó hoạt động.

Bởi vậy, để hoàn thiện, cần có thêm nhiều nghiên cứu tinh chỉnh và tối ưu để tạo thành giải pháp năng lượng mặt trời bền vững và khả thi.