Le stockage de l'énergie solaire est le défi central auquel sont confrontés les chercheurs en énergie. Aux côtés des solutions traditionnelles telles que les cellules solaires ou les batteries, des concepts chimiques créatifs pour le stockage de l'énergie ouvrent la voie à de toutes nouvelles opportunités. Des réactions intramoléculaires permettent de transformer l'énergie solaire et de la stocker dans une molécule singulière. Cela peut constituer la base de la construction de cellules solaires à stockage d'énergie.

L'électricité provenant d'une source d'énergie renouvelable telle que le soleil ou le vent n'est disponible que lorsque le vent souffle ou que le soleil brille, et il est extrêmement difficile de stocker l'électricité excédentaire. De nouveaux concepts sont nécessaires et les chercheurs du Département de chimie et de pharmacie de la FAU misent sur des concepts chimiques pour stocker l'énergie.

Dans deux projets communs, les scientifiques explorent de nouvelles idées pour utiliser des molécules pour stocker l'énergie solaire et étudient des molécules et des processus qui permettent à l'énergie d'être stockée efficacement et libérée de manière contrôlée en cas de besoin. Il est même envisageable que l'énergie chimique stockée puisse être convertie directement en énergie électrique.

La recherche est basée sur le système de stockage dit norbornadiène-quadricyclane. Le norbornadiène (NBD) et le quadricyclane (QC) sont des hydrocarbures et font l'objet de discussions parmi les experts en tant que candidats potentiels au stockage de l'énergie solaire depuis un certain temps déjà. Sous l'influence de la lumière, une réaction au sein de la molécule de norbornadiène est déclenchée, provoquant la transformation de la molécule en quadricyclane. La réaction produit une densité d'énergie similaire à celle d'une batterie haute performance. Grâce à cette propriété, le quadricyclane est également connu sous le nom de « carburant solaire ».

Le sous-projet axé sur le stockage photochimique et magnétochimique et la libération d'énergie solaire dans des composés organiques contraints est dirigé par le professeur Dr. Dirk Guldi et le professeur Dr. Andreas Hirsch. Les scientifiques travaillent à la production de divers nouveaux groupes de dérivés NBD et QC. En outre, ils étudient systématiquement l'influence des photosensibilisateurs et des accepteurs d'électrons ainsi que des solvants et des champs magnétiques dans ce processus. L'objectif à long terme des chercheurs est de créer un cycle fermé de combustible pour les systèmes de stockage moléculaire.

Pr Dr Julien Bachmann, Le professeur Jörg Libuda et le Dr Christian Papp travaillent ensemble dans le sous-projet axé sur la libération catalytique et électrochimique de l'énergie solaire stockée dans des composés organiques contraints. Les scientifiques développent de nouveaux systèmes catalytiques et électrodes qui peuvent être utilisés pour convertir l'énergie chimique directement en énergie électrique. Ils ont l'intention de prouver le concept derrière le principe fonctionnel en utilisant des surfaces limites hybrides avec une structure électronique appropriée, structure chimique et stabilité électrochimique.

Les résultats des deux sous-projets pourraient servir de base à la construction d'une cellule solaire de stockage d'énergie. L'électricité produite par l'énergie solaire pourrait être stockée intelligemment et utilisée de manière très efficace grâce à des réactions intramoléculaires.