Tyske forskere har udviklet et nyt slags “solbatteri”, der ikke bare lagrer strøm fra solen – men omdanner den til grøn brint, når du beder om det. Effektiviteten er opsigtsvækkende høj, og teknologien kan blive et vigtigt skridt mod billigere og mere fleksibel lagring af vedvarende energi.
Bag gennembruddet står forskere fra Ulm University og Friedrich Schiller University Jena. Deres resultater er netop offentliggjort i Nature Communications.
Lagrer sollys – frigiver brint
I stedet for at producere brint og lagre den i separate tanke, som man typisk gør i dag, har forskerholdet udviklet et vandopløseligt kopolymer, der selv fungerer som både lager og reaktor. Når materialet udsættes for sollys, lagrer det energien kemisk med en virkningsgrad på omkring 80 procent. Det i sig selv er imponerende. Men endnu mere opsigtsvækkende er, at systemet kan holde på energien i flere dage – og frigive den igen som brint med en effektivitet på cirka 72 procent.
Brinten dannes, når forskerne tilsætter syre og en katalysator, der får de lagrede elektroner til at reagere med protoner. Resultatet er brintgas, som kan bruges i alt fra brændselsceller og elproduktion til tung industri som stålproduktion.
pH-værdi fungerer som tænd/sluk-knap
Systemet har en elegant detalje: Det styres ved at ændre pH-værdien. Med andre ord fungerer syreindholdet både som kontakt og som indikator. Når batteriet aflades, skifter opløsningen farve fra violet til gul. Når det igen udsættes for sollys og oplades, vender farven tilbage. Det gør det nemt visuelt at se, om systemet er klar til at levere brint.
Reaktionerne er fuldt reversible, så batteriet kan oplades og aflades igen og igen uden at blive ødelagt. Det åbner for gentagne lagringscyklusser – præcis det, man har brug for i et energisystem baseret på sol og vind.
Billigere end klassisk brintproduktion
I dag produceres størstedelen af verdens brint via metanreformering – en proces, der udleder CO2. Grøn brint, fremstillet via elektrolyse med vedvarende energi, er stadig dyr og kræver separate lagertanke. Den nye løsning kombinerer produktion og lagring i ét materiale. Ifølge forskerne kan det på sigt gøre solbaseret energilagring både billigere og mere skalerbar.
– Projektet er også videnskabeligt interessant, fordi det forener makromolekylær polymerkemi og fotokatalyse – to felter, der sjældent mødes, forklarer forsker Sven Rau i forbindelse med offentliggørelsen.
Hans kollega Ulrich Schubert peger på, at teknologien kan blive en vigtig byggesten i en fremtidig, kemisk baseret energiinfrastruktur.
Alternativ til store lithium-ion-batterier
På kort sigt er der tale om laboratorieforskning. Men perspektivet er stort: Hvis teknologien kan opskaleres, kan den gøre det lettere at gemme solenergi fra sommerens overskud og bruge den senere – for eksempel til at producere brint til industri, transport eller backup-strøm.
Det er endnu et tegn på, at kampen om fremtidens energilagring langt fra er afgjort – og at løsningen måske ikke kun ligger i større lithium-ion-batterier, men i helt nye kemiske systemer. Solens energi gemt i et farveskiftende polymer – klar til at blive til brint, når vi har brug for den. Det er i hvert fald visionen fra de tyske laboratorier.
