名古屋工業大學的一個研究小組開發了一種新的燃料電池,可以將太陽能作為化學能儲存。
由於需要擴大太陽能、風能、地熱能等自然能源發電的使用,因此受天氣影響,發電不穩定且難以處理。
另一方面,為了穩定的電力供應,建設將自然能源和大型蓄電池相結合的智能電網(控制供給側和需求側的電力流動的輸電網絡)正在進行中,但正在使用現有的蓄電池,在基於它的電網中,在電力輸送和儲存過程中會出現很大的能量損失。
因此,在這項研究中,我們構思了一種新型的蓄電池,可以直接將太陽能轉化為化學能,例如植物的光合作用。植物利用太陽能將二氧化碳轉化為糖並儲存起來(光合作用),當空氣中的氧氣被用來分解糖時,就可以提取化學能(呼吸)。在這次開發的蓄電池中,一種叫做AQDS的有機分子受到陽光的照射,將其轉化為AQDS-H2(電荷),空氣中的氧氣與AQDS-H2反應產生的能量作為電能輸出(釋放)。由於 AQDS-H2 到 AQDS 的轉化反應發生在放電過程中,因此可以反複使用。
這種電池可視為“輕型可充電燃料電池”。以往的燃料電池使用有爆炸危險的氫作為燃料,僅靠發電無法蓄電。然而,這種電池通過使用有機分子AQDS-H2解決了安全問題,並且可以在單個設備中充電。它在反應過程中只排放水,環境負荷低,與一般燃料電池相同。
此外,由於充電過程不僅可以通過照射光進行,還可以使用外部電源進行,因此與智能電網的兼容性非常好。由於該技術可以提高自然能源的利用效率,實現電力的穩定供應,因此有望加速實用化研究。