El almacenamiento de energía solar es el principal desafío al que se enfrentan los investigadores de la energía. Junto a soluciones tradicionales como células solares o baterías, Los conceptos químicos creativos para almacenar energía están allanando el camino para oportunidades completamente nuevas. Las reacciones intramoleculares están permitiendo transformar la energía solar y almacenarla en una molécula singular. Esto puede constituir la base para la construcción de células solares que almacenan energía.

La electricidad de una fuente de energía renovable como el sol o el viento solo está disponible cuando sopla el viento o brilla el sol, y es extremadamente difícil almacenar cualquier excedente de electricidad. Se requieren nuevos conceptos, y los investigadores del Departamento de Química y Farmacia de la FAU cuentan con conceptos químicos para almacenar energía.

En dos proyectos conjuntos, los científicos están explorando nuevas ideas para usar moléculas para almacenar energía solar y están investigando moléculas y procesos que permiten que la energía se almacene de manera eficiente y se libere de manera controlada cuando sea necesario. Incluso es concebible que la energía química almacenada se pueda convertir directamente en energía eléctrica.

La investigación se basa en el sistema de almacenamiento denominado norbornadieno-cuadriciclano. El norbornadieno (NBD) y el cuatriciclano (QC) son hidrocarburos y los expertos los han debatido como candidatos potenciales para almacenar energía solar desde hace algún tiempo. Bajo la influencia de la luz, se desencadena una reacción dentro de la molécula de norbornadieno, haciendo que la molécula se transforme en cuadriciclano. La reacción produce una densidad de energía similar a la de una batería de alto rendimiento. Gracias a esta propiedad, El cuadriciclano también se conoce como "combustible solar".

El subproyecto que se centra en el almacenamiento fotoquímico y magnetoquímico y la liberación de energía solar en compuestos orgánicos filtrados está dirigido por el Prof. Dr. Dirk Guldi y el Prof. Dr. Andreas Hirsch. Los científicos están trabajando en la producción de varios grupos nuevos de derivados de NBD y QC. Además, están investigando sistemáticamente la influencia de los fotosensibilizadores y aceptores de electrones, así como los disolventes y los campos magnéticos dentro de este proceso. El objetivo a largo plazo de los investigadores es crear un ciclo de combustible de sistema cerrado para los sistemas de almacenamiento molecular.

Prof. Dr. Julien Bachmann, El Prof. Dr. Jörg Libuda y el Dr. Christian Papp están trabajando juntos en el subproyecto que se centra en la liberación catalítica y electroquímica de la energía solar almacenada en compuestos orgánicos filtrados. Los científicos están desarrollando nuevos sistemas catalizadores y electrodos que se pueden utilizar para convertir la energía química directamente en energía eléctrica. Tienen la intención de probar el concepto detrás del principio funcional utilizando superficies límite híbridas con una estructura electrónica adecuada, estructura química y estabilidad electroquímica.

Los resultados de ambos subproyectos podrían constituir la base para la construcción de una célula solar de almacenamiento de energía. La electricidad generada por la energía solar podría almacenarse de forma inteligente y utilizarse de forma muy eficiente gracias a las reacciones intramoleculares.