Ugyanaz a nedvesség, amely minden reggel harmatként telepszik a fűre, egy napon talán égve tarthatja a lámpákat. Az uniós finanszírozású CATCHER projekt olyan technológiát fejleszt, amely a levegőben lévő vízgőzt árammá alakítja, éjjel-nappal működik, akár süt a nap és fúj a szél, akár nem. Az átalakítók már több ezer órát működtek igényes laboratóriumi próbákon — és a végén kiderítheted, van-e érzéked a jövő energiájához.
A napelemek és a szélturbinák a tiszta energia ismert arcává váltak. Mindkettőnek ugyanaz a gyenge pontja: az időjárástól függenek. Borult égbolt vagy szélcsend esetén a teljesítményük visszaesik, a hálózatnak pedig más forrásokból kell pótolnia a hiányt. Ezért a kutatók folyamatosan olyan megújuló erőforrásokat keresnek, amelyek éjjel-nappal működhetnek.
Az egyik legmeglepőbb jelölt mindenütt körülöttünk van. A levegő mindig tartalmaz némi vízgőzt, még azokon a napokon is, amikor szárazabbnak érezzük. A páratartalom legtöbbször láthatatlan, de minden reggel láthatóvá válik harmatként a füvön. Európai kutatók egy csoportja egyszerű kérdést tett fel: átalakítható-e ez a nedvesség állandó áramforrássá?
Az ötletet a CATCHER projekt keretében fejlesztik, amelyet az Európai Unió az Európai Innovációs Tanácson (EIC) keresztül finanszíroz. A projekt 2022. április 1-jétől 2026. március 31-ig futott a 101046307. számú támogatási megállapodás alapján. A munkát Portugáliában a COFAC, a Lusófona Egyetem mögött álló szövetkezet koordinálta, a projektet pedig Svitlana Lyubchyk, az egyetem docense vezette projektkoordinátorként.
A projekt teljes címe magáért beszél: célja egy innovatív, „páratartalomból áramot” előállító megújulóenergia-átalakító technológia megteremtése volt. A koordinátor szerint a kiindulópont egy tágabb igény volt. „A tágabb igény az volt, hogy hiteles utat jelöljünk ki egy jövőbeli, önállóan működő, a páratartalmat árammá alakító technológia felé, és kiegészítsük a hagyományos technológiákat, például a nap- és a szélenergiát.”
A kulcsfolyamat az adszorpció: a környező levegő vízgőzmolekulái az átalakítóban lévő anyag felületéhez kötődnek. A légköri víz adszorpciójához kapcsolódó energiát ezután elektromos energiává alakítják. A projekt azt is segített megérteni, hogyan működnek együtt ebben a folyamatban az átalakító különböző méretű pórusai, ami a jövőbeli eszközök fejlesztése szempontjából fontos.
Mivel a páratartalom bármely órában jelen van, az ilyen átalakítónak nincs szüksége napfényre vagy szélre. Ez a technológia fő ígérete: olyan forrás, amely éjszaka és szélcsendes, felhős napokon is működik.
A kutatócsoport által közölt számok feltűnőek, de óvatosan kell olvasni őket. „Értékelésünk szerint a légköri víz adszorpciójához kapcsolódó energia nagyjából az aktuális éves globális energiafogyasztás 50-szeresének felel meg” — mondja Lyubchyk.
Rögtön hozzáfűz egy fontos fenntartást is. „Ez egy elméleti erőforrás-plafon, amely a légköri páratartalmat a világ legnagyobb megújuló erőforrásai közé sorolja: léptékében nagyjából a szélhez hasonló, és nagyobb a más, már kereskedelmi célra hasznosított megújuló erőforrásoknál.” Másként fogalmazva: a szám a természetben létező készlet felső határát írja le, nem azt, amit a mai eszközök le tudnak adni. A cikk azt is hangsúlyozza, hogy a technológia a közelmúltbeli előrelépések ellenére még a fejlesztés korai szakaszában tart.
A nagy elméleti számok laboratóriumi bizonyítékok nélkül keveset érnek. A projekt során a partnerek több konkrét eredményről számoltak be:
A hosszú, megszakítás nélküli működés különösen fontos, mert az új energiaforrásnak azt kell bizonyítania, hogy hosszú távon is megbízható marad, nem csak egy rövid bemutatón.
A kutatócsoport a páratartalmat nem a nap- vagy a szélenergia helyettesítőjeként, hanem kiegészítőjeként mutatja be. A cél egy 0–24 órás, könnyen használható és teljesen újrahasznosítható energiamegoldás, amely nagyon különböző méretekben működhet, a nagy erőművektől az egyetlen otthonig. Hosszabb távon a technológiát be kell illeszteni az európai villamosenergia-hálózatba, és lehetővé kell tennie, hogy az erőművek és a háztartások a világ bármely pontján maguk termeljenek áramot.
Lyubchyk egyértelmű helyet lát a technológiának a piacon: „Egy áttörést hozó új termék, amely képes kiegészíteni a meglévő technológiákat és kezelni az energiahatékonyság jelentős kihívásait, megerősíti az európai megújuló és decentralizált energiapiacot. Ez hozzájárul az EU azon céljához, hogy 2050-re teljesen megújuló energiarendszerrel rendelkezzen.”
A CATCHER jó példa arra is, hogyan születik egy új energiaforrás. Egy ötlettel és elméleti becsléssel indul, majd a fizika és az anyagok megértése következik, végül több ezer órányi tesztelés vár rá, mielőtt bárki termékekről beszélne. Az ilyen projektek az energetikai mérnöki tudományok, a fizika, az anyagkémia és a környezetmérnöki tudományok képviselőit hozzák össze, így ezeknek a szakoknak a hallgatói egy nap hasonló kihívásokon dolgozhatnak. A történet az Európai Innovációs Tanács szerepét is megmutatja, amely a laboratóriumból a piac felé induló kutatásokat támogatja.
A CATCHER megmutatta, hogy a levegő páratartalma komoly megújuló erőforrásként kezelhető. Az átalakítók több mint 9 000 órán át működtek teljesítményvesztés nélkül, a csapat pedig lefektette az alapokat sok eszköz összekapcsolásához. Az elméleti potenciál hatalmas, de a technológia még fiatal, és sok munka vár ránk, mire a páratartalomból nyert áram eljut az otthonokba és a hálózatba. Az eredeti cikket elolvashatod a CORDIS oldalán.
Forrás: CORDIS, Európai Bizottság.
5 kérdés · egy perc
English
Čeština
Deutsch
Español
Français
Magyar
Italiano
Polski
Português
Русский
Slovenčina
Türkçe
Українська
العربية
中文