Einem Forschungsteam ist es gelungen, Sonnenenergie ganz ohne Solarzellen in Strom umzuwandeln. Alles, was dafür notwendig ist, ist ein kleiner dünner Chip. Mehr zu diesem interessanten Energiesystem erfährst du hier.
Bis 2045 möchte Deutschland klimaneutral sein. Dafür braucht es eine konsequente Energiewende. Denn aktuell stammen immer noch 59 Prozent der in Deutschland produzierten Energie aus konventionellen Energieträgern. Dazu gehören Kohle, Erdgas und Erdöl – Rohstoffe, bei deren Abbau und Verarbeitung jede Menge Treibhausgase in die Atmosphäre gelangen. Auch Atomkraft gehört zu dieser Gruppe. Diese Art der Stromgewinnung ist zwar emissionsärmer, birgt jedoch ganz andere Risiken für die menschliche Gesundheit und unsere Umwelt.
Die umweltfreundlichste und ungefährlichste Art der Stromgewinnung bleiben demzufolge die Erneuerbaren Energien. Um Sonnenlicht in Strom umzuwandeln, sind normalerweise Solarzellen notwendig. Deren Herstellung und Installation ist teilweise sehr aufwendig. Zudem ist diese Art der Energiegewinnung oftmals stark vom aktuellem Wetter abhängig. Nicht zuletzt brauchst du auch erst einmal ausreichend Platz, um selbst Solarzellen installieren zu können.
Forschende aus Schweden und China haben nun eine günstige und praktische Lösung entdeckt: Diese macht es möglich, Sonnenlicht ganz ohne Solaranlagen in Energie umzuwandeln und anschließend jahrelang zu speichern – laut Forschungsleiter Kasper Moth-Poulsen eine „radikal neue Art, Elektrizität aus Solarenergie zu gewinnen.“ Weiter erklärt er: „Es heißt, dass wir Solarenergie nutzen können, um unabhängig von Wetter, Tageszeit, Jahreszeit und geografischer Lage Elektrizität zu produzieren.“
Molekül und ultradünner Chip: So funktioniert die neue Methode
MOST heißt die Technologie der Energiegewinnung, mit der das Forschungsteam Sonnenlicht zu Strom macht. Die Abkürzung steht für Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems. Die Methode basiert auf einem speziellen Molekül, das sich bei Kontakt mit Sonnenlicht in ein energiereiches Isomer (eine bestimmte Art chemische Verbindung) umwandelt. Als Flüssigkeit kann diese thermische Energie anschließend gespeichert werden. Das Molekül besteht nur aus drei Stoffen: Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff.
In der neuen Studie haben sich Wissenschaftler:innen aus Shanghai die Technik zunutze gemacht und weiterentwickelt. So haben sie Wege gefunden, um die gespeicherte Energie des Moleküls wieder freizusetzen. Dafür nutzt das Forschungsteam einen ultradünnen Chip als thermoelektrischen Generator.
Dieser wandelt die Wärme aus der Sonne in Strom um, mit dem du schließlich elektrische Geräte betreiben kannst. Aufgrund seiner geringen Größe passt der Chip laut den Forschenden zum Beispiel in Smartphones, Kopfhörer oder SmartWatches.
Das Forschungsteam konnte bislang nur kleine Mengen elektrischen Strom mithilfe des Generators produzieren. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass die Methode funktioniert. Nun wollen die Wissenschaftler:innen die Effizienz optimieren. Auch die Herstellung des Generators soll noch kostengünstiger möglich werden.
Die Zukunft der Stromgewinnung?
Laut den Wissenschaftler:innen bietet die neue Art der Stromgewinnung viele Vorteile: So entstehen bei der Umwandlung der Sonnenenergie keine CO2-Emissionen. Zudem kann die Energie aus der Sonne in dem neuen Energiesystem bis zu 18 Jahre lang gespeichert werden. Mithilfe des Generators kannst du die sogenannte „electricity on demand“ nutzen. Das heißt, dass der Strom nur dann freigesetzt wird, wenn du ihn, zum Beispiel zum Betreiben deines Smartphones, gerade brauchst.
Im Gegensatz zu Strom aus Solarzellen ist diese neue Methode also unabhängig vom aktuellen Wetter oder deinem Standort zum Zeitpunkt, in dem du Strom benötigst. So haben auch die schwedischen Wissenschaftler:innen mithilfe des Moleküls schwedisches Sonnenlicht nach China geschickt. Dort haben die Forschenden die nordeuropäische Sonnenenergie zu Strom umgewandelt.
Die neue Technologie könnte in Zukunft ein wichtiger Bestandteil der Energiewende werden und uns dabei helfen, Häuser emissionsfrei und kostengünstig zu heizen oder elektrische Geräte zu betreiben. Bis es so weit ist, wird jedoch vermutlich noch etwas Zeit vergehen. Schließlich sind noch weitere Untersuchungen und Optimierungsprozesse notwendig, um das Energiesystem auch für die Produktion von größeren Wärme- und Strommengen nutzbar zu machen.
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