Så ska Chalmersmolekylen värma bostäder

2020-10-06 13:25  

En specialdesignad molekyl, utvecklad av Chalmersforskare, kan lagra energi från solljus i 18 år. Nu ska 45 miljoner kronor användas till att vässa och skala upp tekniken så molekylen kan värma upp bostäder.

Ny Teknik har flera gånger berättat om den specialdesignade molekylen som kan lagra solens energi kemiskt. Chalmersforskarna har utgått från kolvätet norbornadien, vars dubbelbindningar bryts och ersätts av enkelbindningar när det utsätts för solljus.

Genom att låta molekylen passera genom en katalysator, ett poröst kolbaserat material med en yta av kobolt, går molekylen tillbaka till sin ursprungliga form och värme avges.

Chalmersforskarna har tidigare visat att det går att bygga ett energisystem där norbornadien kompletteras med en solfångare. Men det har gjorts i liten skala i labbet. Nu har ett EU-projekt bildats för att skala upp det hela. Flera universitet och företag ingår i samarbetet, som har beviljats 4,3 miljoner euro, nära 45 miljoner kronor.

Kräver mindre utrymme än varmvatten

Kasper Moth-Poulsen, Chalmersprofessorn som leder projektet, är särskilt glad för att katalysatortillverkaren Johnson Matthey finns bland deltagarna.

– Johnson Matthey är världens största på området och katalysatorn är en av nyckelfrågorna i projektet. Vi försöker utveckla den så att den fungerar så bra som möjligt och blir så billig som möjligt. Nu fungerar den bara i någon vecka, men vi vill gärna att den ska fungera i flera år, säger han.

Hittills har forskarna nått en verkningsgrad på 80 procent på sitt energisystem. Men då har bara en procent av solens energi lagrats i specialmolekylen och 79 procent i vatten.

– Nu vill vi förbättra molekylen så att vi kan lagra 8 procent i molekylen och 75 procent i vatten, säger Kasper Moth-Poulsen.

Genom att öka den andel energi som lagras i specialmolekylerna är förhoppningen att systemet ska kunna generera mycket värme under kortare tid än vad som går i dag med vatten som värmebärare. Dessutom har molekylen bättre energidensitet än vatten, så det krävs mindre utrymme för att lagra energin kemiskt än i varmvatten, som behöver isolerade tankar.

Fönsterfilm är närmare marknaden

Syftet med EU-projektet är att komma närmare den skala som krävs för att systemet ska kunna ge värme till bostäder via fjärrvärmenätet eller förse industrin med värme till sina processer.

– Fjärrvärmenätet behöver ibland mycket värme under korta perioder och ibland lite värme under långa perioder. Vi ska försöka anpassa vårt system så att vi kan hjälpa till i båda situationerna. Men vi måste först undersöka om vårt system kan bli tillräckligt effektivt, säger Kasper Moth-Poulsen.

Det finns dock en annan tillämpning av den specialdesignade molekylen som Kasper Moth-Poulsen tror har närmare till marknaden. Det handlar om en tunn plastfilm som kan sättas på fönsterglas eller på persienner för att jämna ut temperaturen i bostäder eller kontorslokaler under soliga och heta dagar.

En fönsterfilm med Chalmersforskarnas specialdesignade molekyl skulle kunna ta udden av den värsta värmen mitt på dagen. Molekylerna absorberar solvärme under dagen och avger den senare under natten. Foto: Yen Strandqvist/Chalmers

Molekylen kan då både lagra och avge energi automatiskt. Under dagen absorberar den solljus och lagrar energin i fyra till åtta timmar. Under natten frigör molekylerna energin i form av värme.

– I början var det svårt att få molekylen att lagra energi under lång tid. Då kom vi på idén att använda molekylen i fönster, för då behöver vi bara lagra i korta perioder. Men vi använder andra variationer av molekylen än i energisystemet för byggnader, berättar Kasper Moth-Poulsen.

Hoppas att en produkt är ute om tre till fem år

Hittills är nackdelen med fönsterfilmen att den ser gulaktig ut på natten.

– Men vi jobbar med att göra en film som ska vara genomskinlig hela dygnet. Det handlar om att designa molekylen så att den absorberar de färger av ljuset som vi inte kan se, säger Kasper Moth-Poulsen.

Företaget Solartes har avknoppats för att försöka vidareutveckla tekniken och ta den till marknaden. Kasper Moth-Poulsen hoppas att en produkt ska finnas framme inom tre till fem år.

Se Chalmers film om fönsterfilmen här.

EU-projektet

EU-projektet heter Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems och sträcker sig över 3,5 år.

Parterna som deltar är Chalmers, Köpenhamns universitet, Riojauniversitetet, Fraunhoferinsitutet, ZAE Bayern och Johnsson Matthey.

Linda Nohrstedt

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt