Forskare från University of Houston har rapporterat en ny enhet som både effektivt kan fånga upp solenergi och lagra den tills den behövs, erbjuder lovande för applikationer som sträcker sig från kraftgenerering till destillation och avsaltning.

Till skillnad från solpaneler och solceller, som förlitar sig på solcellsteknik för direkt generering av el, hybridenheten fångar värme från solen och lagrar den som termisk energi. Den tar upp några av de problem som har stoppat en bredare användning av solenergi, föreslår en väg för att använda solenergi dygnet runt, trots begränsade soltimmar, molniga dagar och andra begränsningar.

Arbetet, beskrivs i en tidning som publicerades i onsdags Joule , kombinerar lagring av molekylär energi och latent värmelagring för att producera en integrerad skörde- och lagringsenhet för potentiell drift dygnet runt. Forskarna rapporterar en skördeeffektivitet på 73 % vid småskalig drift och så hög som 90 % vid storskalig drift.

Upp till 80 % av den lagrade energin återvanns på natten, och forskarna sa att återhämtningen dagtid var ännu högre.

Hadi Ghasemi, Bill D. Cook docent i maskinteknik vid UH och motsvarande författare för tidningen, sa att den högeffektiva skörden är på väg, till viss del, till enhetens förmåga att fånga hela spektrumet av solljus, skörda den för omedelbar användning och omvandla överskottet till lagring av molekylär energi.

Enheten syntetiserades med användning av norbornadien-quadricyklan som molekylärt lagringsmaterial, en organisk förening som forskarna sa visar hög specifik energi och exceptionell värmeavgivning samtidigt som den är stabil under längre lagringstider. Ghasemi sa att samma koncept kunde tillämpas med olika material, så att prestanda – inklusive driftstemperaturer och effektivitet – kan optimeras.

T. Randall Lee, Cullen Distinguished University Chair professor i kemi och en motsvarande författare, sa att enheten erbjuder förbättrad effektivitet på flera sätt:Solenergin lagras i molekylär form snarare än som värme, som försvinner med tiden, och det integrerade systemet minskar också termiska förluster eftersom det inte finns något behov av att transportera den lagrade energin genom rörledningar.

"Under dagen, solvärmeenergin kan skördas vid temperaturer så höga som 120 grader Celsius (cirka 248 Fahrenheit), sa Lee, som också är en principutredare för Texas Center for Superconductivity vid UH. "På natten, när det är låg eller ingen solinstrålning, den lagrade energin skördas av det molekylära lagringsmaterialet, som kan omvandla den från en molekyl med lägre energi till en molekyl med högre energi."

Det gör att den lagrade energin kan producera termisk energi vid en högre temperatur på natten än under dagen – vilket ökar mängden tillgänglig energi även när solen inte skiner, han sa.