Baterie solne – przełom w magazynowaniu ciepła

W dzisiejszych czasach, kiedy coraz więcej dachów pokrywają panele słoneczne, naukowcy poszukują innowacyjnych metod magazynowania energii. Jednym z najnowszych odkryć w tej dziedzinie są baterie solne, które mogą przechowywać ciepło latem, aby wykorzystać je zimą.

Panele słoneczne, skutecznie przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną, generując jednocześnie ciepło, które do tej pory było marnowane. Lian Blijlevens, doktorant na Radboud University podkreśla, że choć ciepło to można wykorzystać do ogrzewania domów lub wody, to problemem jest nierównomierna produkcja i zapotrzebowanie na ciepło w różnych porach roku. Latem ludzie generują więcej ciepła słonecznego niż są w stanie wykorzystać, a zimą wytwarza się go za mało. Rozwiązaniem tego problemu mogą być właśnie baterie solne.

Baterie solne wykorzystują hydraty soli, czyli sole zawierające w swojej strukturze krystalicznej wodę. Bateria ładuje się poprzez podgrzewanie soli, co powoduje wydzielanie się z niej wody. Gdy potrzeba ciepła, do kryształów dodawana jest para wodna, co powoduje ponowne wydzielanie ciepła. Choć zasada działania takich baterii była już znana, nie wiedziano, dotąd, które sole są najbardziej wydajne i odpowiednie do użytku domowego.

Lian Blijlevens wraz z naukowcami z Eindhoven University of Technology oceniła setki soli pod kątem dostępności, bezpieczeństwa i kompaktowości. Spośród wielu testowanych, kilkanaście soli przeszło wstępną selekcję i zostało poddanych dalszym testom w laboratorium pod kątem możliwości recyklingu. Ważne było, aby sól nie musiała być wymieniana co roku.

Testy przeprowadzono za pomocą analizy termicznej: sól umieszczano na podgrzewanych wagach i stopniowo zwiększano temperaturę. Obserwowano zmiany masy soli, co wskazywało na odparowywanie z niej wody. Po dodaniu pary wodnej przy niższej temperaturze można było ocenić, ile wody zostało zaabsorbowane.

Chlorek strontu, okazał się obiecującym kandydatem. Nie jest zbyt drogi, dobrze się nagrzewa i pozostaje stabilny bez efektów ubocznych. Inna sól, węglan potasu, choć tańsza, reaguje z CO₂, co w dłuższej perspektywie czyni baterię mniej efektywną.

Zakładając, że baterie solne wejdą do użytku konsumenckiego, sposób w jaki baterię będą montowane może ulegać zmianie w zależności od wielkości domu. Może być to ogrzewanie centralne lub ogrzewanie modułowe rozbite na pomniejsze jednostki znajdujące się w różnych miejscach danego domu.

Lian  Blijlevens jest przekonana, że przyszłość baterii solnych wygląda obiecująco. Aby ogrzać dom w ten sposób, potrzebne jest około 10 m³ materiału, co odpowiada wielkości dwóch do trzech szaf. Dzięki temu rozwiązaniu można zrezygnować z gazu ziemnego i wykorzystać latem zgromadzone ciepło zimą. Jest to znakomite rozwiązanie jednego z głównych problemów energetycznych.

Badania nad bateriami solnymi otwierają nowe możliwości w dziedzinie magazynowania energii, oferując ekologiczne i efektywne rozwiązania do przechowywania ciepła. W miarę rozwoju tej technologii możemy spodziewać się, że stanie się ona kluczowym elementem w przyszłych systemach ogrzewania domów, przyczyniając się do zmniejszenia zależności od paliw kopalnych i wspierając globalne działania na rzecz zrównoważonego rozwoju.

Szymon Ślubowski