Et forskerhold på Aalborg Universitet har udviklet en teknologi, der kan være nøglen til billig og effektiv lagring af grøn energi. Teknologien er baseret på en nyudviklet nanostruktureret emitter; en 2D fotonisk krystal, der fungerer som en højtemperatur-lysudsender. Den er termisk stabil, hvilket gør den egnet til både langtidslagring af grøn energi og genvinding af spildvarme i industrielle processer.
En af de største udfordringer i den grønne omstilling er evnen til at lagre overskydende strøm fra solceller og vindmøller for at kunne bruge det på vindstille gråvejrsdage.
Nu har forskere fra Aalborg Universitet bragt os tættere på med en avanceret teknologi, der netop er blevet publiceret i det videnskabelige tidsskrift “Cell Reports Physical Science”.
-Vi har skabt en termisk emitter, der ikke bare overlever ekstreme temperaturer, men som også fungerer stabilt i over seks måneder. Dette er et vigtigt skridt mod anvendelige termiske batterier, siger lektor Manohar Chirumamilla fra Institut for Materialer og Produktion på Aalborg Universitet.
I stedet for at lagre energi i kemisk form (som batterier), lagrer termiske batterier overskydende vedvarende elektricitet som varme i billige og skalerbare materialer. Den lagrede varme kan omdannes tilbage til elektricitet, når efterspørgslen stiger, ved hjælp af termofotovoltaiske celler – specialiserede enheder, der omdanner infrarød stråling til elektricitet.
Over 10 års arbejde
Den nyudviklede nanostrukturerede emitter fra Aalborg Universitet er en 2D fotonisk krystal, der fungerer som en højtemperatur-lysudsender. Når den opvarmes til op mod 1400 °C, udsender den skræddersyet elektromagnetisk stråling, som er nøje tilpasset det spektrum, solceller kan udnytte.
Emitterens nanostruktur er bygget af partikler fra yttrium-stabiliseret zirkoniumoxid på en wolfram-reflektor, hvilket giver enestående termisk stabilitet og gør den egnet til både langtidslagring af grøn energi og genvinding af spildvarme i industrielle processer.
-Op mod halvdelen af energien i industrien går tabt som varme. Med vores teknologi kan man genvinde en stor del af den – og enten bruge den direkte eller omdanne den til strøm, siger Manohar Chirumamilla videre.
Han har arbejdet på denne teknologi i over 10 år.
-I starten arbejdede vi med en temperatur omkring 600°C. De seneste seks år er vi gået fra 1000°C til op mod 1400°C, hvilket har øget energitætheden i emitteren med faktor 13, forklarer Manohar Chirumamilla.
Klar til næste skridt – og tæt på markedet
Emittersystemet er udviklet i samarbejde med Technische Universität Hamburg, Universität Hamburg og Helmholtz-Zentrum Hereon (tysk forskningscenter) og er nu så modent, at det kan skaleres op til industriel brug. Næste skridt er at samarbejde med virksomheder om at teste teknologien i praksis.
-Vi har vist, at emitteren kan holde til ekstreme temperaturer i lang tid. Nu handler det om at bygge hele systemet og vise, hvordan det kan fungere i virkelige scenarier – fx i en dansk industrivirksomhed, siger Manohar Chirumamilla afslutningsvis.
• Termofotovoltaiske systemer omdanner varme til elektricitet ved at lade en emitter udsende stråling, som rammer en solcelle optimeret til det specifikke spektrum.
• Emitteren kan tåle op til 1400°C og har vist stabil drift i over seks måneder ved 1050°C.
• Teknologien kan reducere omkostninger til energilagring med op til 80 pct. sammenlignet med traditionelle batterier.
• Kan bruges både til lagring af grøn strøm og til genvinding af spildvarme i industrien.
• Forskningsartiklen er udgivet i det anerkendte tidsskrift Cell Reports Physical Science.
