Forscher sind mithilfe eines Quantencomputers auf Moleküle gestoßen, die die Energiewende revolutionieren könnten. Sogenannte molekulare Schalter sollen Solarenergie jahrelang speichern.
Im Rahmen der Energiewende entwickelte sich die Solarenergie zu einem der wichtigsten Standbeine der Industrie. Inzwischen gibt es in Deutschland fast drei Millionen Fotovoltaikanlagen – Tendenz steigend. Die Erhöhung der Effizienz der Anlagen rückt jedoch immer mehr in den Vordergrund.
Im Rahmen einer neuen Studie präsentierten Wissenschaftler kürzlich sogenannte molekulare Photoschalter, die die Speicherung von Solarenergie verbessern sollen. Dafür nutzten die Forscher einen Quantencomputer, um über eine umfangreiche Datenbank diejenigen Moleküle zu finden, die am besten für diese Technologie geeignet sind.
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Solarenergie: Quantencomputer entdeckt molekulare Schalter
Molekulare Photoschalter, die sowohl Energie umwandeln als auch speichern können, könnten dazu beitragen, die Effizienz von Solaranlagen erheblich zu steigern. Das Forscherteam fand durch die gezielte Nutzung von Quantencomputern eine besonders effiziente molekulare Struktur. Basierend auf einem Datensatz von mehr als 400.000 Molekülen ermittelten sei die optimale molekulare Struktur für Solarenergiespeichermaterialien.
Das Potenzial des Ansatzes sieht auch die Europäische Union. Sie unterstützt das Projekt „Molecular Solar Thermal Energy Storage“ (MOST). Ziel ist die Erforschung von Molekülen wie Photoschalter, die Solarenergie bei Raumtemperatur absorbieren und speichern können. Dies wiederum ermöglicht die vollständig emissionsfreie Nutzung von Solarenergie.
Neue Moleküle könnten Energiegewinnung revolutionieren
Im Rahmen des Projekts untersuchten die Forscher Moleküle, die unter Lichteinfluss in einen energiereichen Zustand wechseln. Die so gefundenen sechs am besten bewerteten Moleküle erzielten dabei deutlich bessere Speichereigenschaften als heute eingesetzte Bestandteile von Solarpanels. Das deutet darauf hin, dass eine strukturelle Änderung es den neuen Molekülen ermöglicht, mehr Energie zu speichern. Den Forscher zufolge sei eine Speicherung über mehre Monate bis Jahre möglich.
Die Arbeit der Forscher zeigt das Potenzial zur Optimierung von Molekülen für die Solarenergiespeicherung. Die neuen Moleküle müssen jedoch erst synthetisiert und unter realen Bedingungen getestet werden. Dafür entwickelte das Team einen neuen, großen Datensatz für maschinelles Lernen. Dieser verkürzt den mühsamen Forschungsschritt vor der Synthese für Chemiker. Solarpanels der Zukunft dürften uns also stärker als je zuvor im Kampf gegen den Klimawandel unterstützen.
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