Salah satu tantangan utama dalam kemajuan energi terbarukan Ini adalah penyimpanan energi yang efisien. Meskipun energi surya adalah salah satu energi yang paling mudah diakses, penyimpanannya tetap menjadi tantangan penting untuk mencapai adopsi massal. Saat ini, penyimpanan dan pengangkutan energi tersebut menjadi aspek yang memerlukan solusi inovatif agar lebih kompetitif di pasar global.
Salah satu inovasi teknologi terkini telah dikembangkan oleh tim peneliti dari Universitas Teknologi Chalmers, di Gothenburg, Swedia. Peralatan ini telah menunjukkan bahwa energi matahari dapat disimpan dalam a cairan kimiadikenal sebagai sistem termal matahari molekuler. Kemajuan ini membuka pintu baru untuk menyimpan energi surya dalam jumlah besar secara efisien dan untuk jangka waktu yang lama.
Bagaimana cara kerja penyimpanan energi matahari dalam fluida?
Kunci dari sistem inovatif ini terletak pada cairan khusus yang jika terkena foton dari sinar matahari, mengubah struktur molekulnya untuk menyimpan energi. Proses ini dikenal sebagai isomerisasi, di mana molekul-molekul cairan disusun ulang untuk menangkap energi matahari dalam ikatan kimia isomer.
Ketika molekul menyusun ulang dirinya sendiri, energinya tetap ada disimpan secara laten dan dapat tersedia untuk jangka waktu lama, bahkan pada suhu ruangan normal. Sistem ini sangat kuat dan telah terbukti tahan terhadap lebih dari 140 siklus pengisian dan pengosongan tanpa mengalami penurunan kinerja yang signifikan.
Penyimpanan bahan kimia jenis ini memiliki keunggulan dibandingkan baterai konvensional, karena dapat menyimpan energi matahari dalam bentuk panas dan melepaskannya sesuai permintaan melalui katalis, mengembalikan molekul ke bentuk aslinya. Teknologi ini telah menunjukkan efisiensi konversi sinar matahari hingga 80%, sesuatu yang penting dalam konteks energi terbarukan.
Kemajuan teknologi: dari penelitian hingga praktik
Proyek penelitian fluida dimulai lebih dari enam tahun yang lalu dan telah dipublikasikan di jurnal ilmiah Energi & Lingkungan. Awalnya, proses yang digunakan rutenium, elemen yang mahal, dan memiliki efisiensi yang sangat rendah, hanya 0,01%. Namun, setelah perbaikan selama bertahun-tahun, para ilmuwan berhasil meningkatkan efisiensi hingga penyimpanannya 1,1% sinar matahari yang mempengaruhi fluida sebagai energi kimia laten.
Selain itu, rutenium telah digantikan oleh komponen yang lebih murah berdasarkan karbon, hidrogen dan nitrogen. Perubahan ini memungkinkan akses ke sistem yang lebih hemat biaya, dengan kemampuan menyimpan dan melepaskan energi surya dengan biaya yang lebih murah. Cairan yang berbahan dasar senyawa organik seperti norbornadiena, berubah saat terkena sinar matahari menjadi segi empat, senyawa yang menyimpan energi dalam ikatan molekulnya.
Aplikasi praktis dan kehidupan sistem
Sistem penyimpanan ini menarik karena energi matahari yang disimpan dapat tetap terbengkalai hingga 18 tahun. Artinya energi yang dikumpulkan saat ini dapat digunakan bahkan di lingkungan dengan radiasi matahari rendah, seperti musim dingin atau malam hari, sehingga meningkatkan kelayakannya untuk penggunaan sehari-hari.
Selain itu, potensi penerapan cairan ini sangat luas. Penggunaannya telah diusulkan dalam sistem pemanasan perumahan, seperti pada pemanas air atau peralatan yang memerlukan sumber panas konstan, tetapi juga dalam aplikasi industri seperti sterilisasi dan proses lain yang membutuhkan panas.
Salah satu keuntungan tambahannya adalah cairan dapat diisi ulang dan digunakan kembali dalam beberapa siklus, sehingga memastikan sistem yang ekonomis dan efisien dalam jangka panjang. Sejauh ini, cairan ini telah terbukti memiliki kinerja lebih dari itu 125 siklus tanpa ada kerusakan yang teridentifikasi pada struktur molekulnya, yang merupakan bukti nyata ketahanannya.
Masa depan sistem penyimpanan tenaga surya
Kemajuan sistem penyimpanan tenaga surya ini telah diakui di tingkat Eropa. Pada tahun 2020, proyek ini menerima a pembiayaan sebesar 4,3 juta euro oleh Uni Eropa, yang bertujuan untuk mengembangkan prototipe skala besar. Investasi ini akan memajukan pengujian dan pada akhirnya membuat sistem ini tersedia untuk penggunaan komersial dalam 10 tahun ke depan.
Sistem ini tidak hanya memberikan harapan besar bagi sektor energi terbarukan, namun juga untuk perjuangan melawan perubahan iklim karena biayanya yang rendah, daya tahannya, dan tingkat konversi yang tinggi. Secara khusus, kemajuan terkini dalam pembuatan katalis telah memungkinkan pengendalian pelepasan energi dalam bentuk panas dengan lebih baik, meningkatkan efisiensi sistem ketika energi tersebut perlu diekstraksi.
Kemajuan dari elektrolisis air sebagai solusi pelengkap, teknologi ini juga semakin berkembang, memungkinkan surplus tenaga surya disimpan dalam bentuk hidrogen, salah satu vektor energi utama yang semakin populer karena kemampuannya mengelola fluktuasi pasokan energi terbarukan.
Ketika kita terus mengembangkan dan meningkatkan jenis teknologi ini, penyimpanan cairan kimia energi surya dapat merevolusi cara kita mengelola energi surya, memberikan solusi yang efektif dan terukur untuk menghadapi meningkatnya permintaan energi bersih dan terbarukan.
Dengan kemajuan ini, umat manusia mungkin menghadapi salah satu solusi paling inovatif untuk penyimpanan dan penggunaan energi surya, tidak hanya di rumah, namun juga dalam aplikasi industri dan komersial yang tak terhitung jumlahnya.