06.05.2019
Солнечная энергия имеет множество важных плюсов, и лишь один большой минус – ее практически невозможно хранить «про запас». Солнечные батареи способны лишь преобразовывать солнечную энергию в ток, но не хранить ее. Ученым всего мира работали над этой проблемой, но пока не смогли найти эффективный и одновременно недорогой способ хранения энергии солнца. К счастью, группе ученых из Технологического университета Чалмерса в Швеции почти удалось решить эту проблему! Они создали жидкость, которая способна не только эффективно аккумулировать солнечную энергию, но и хранить ее, причем достаточно долгое время.
Ученые из Технологического университета Чалмерса работали над этой проблемой весь прошлый год, и уже получили первые признаки решения вопроса сохранения тепловой энергии солнца. Не так давно они опубликовали четыре статьи, где описана разработанная ими жидкость, сохраняющая солнечную энергию.
В чем ее секрет? Молекулы полимерной жидкости состоят из атомов углерода, азота и водорода. Когда жидкость облучается солнечным светом, ее молекулы ведут себя достаточно нестандартно. Связи между атомами изменяются, и молекула фактически превращается в свой изомер, сохраняя энергию в новой форме. Энергия эта, благодаря новым, сильным связям между атомами может храниться длительное время, даже когда сама жидкость охлаждается до комнатной температуры.
Когда возникает потребность в этой энергии (например, в зимнее, холодное время), жидкость прокачивают через специальный катализатор. Он возвращает молекулам их исходное состояние, при этом энергия высвобождается, уже в форме тепла.
Каспер Моп-Пулсен, специалист по наноматериалам из университета Чалмерса так это комментирует: «Энергия в подобном изомере может храниться очень долго, примерно до 18 лет. Данной технологии нет аналогов в мире».
В процессе тестирования инновационной технологии ученые разместили на крыше Университета прототип своей новой системы. И он показал отличные результаты, эффективно превращая энергию солнечную в тепловую.
По своему строению и внешнему виду устройство напоминает традиционные солнечные панели. Но вместо носителя тепла в нем используется жидкость, состоящая из молекул полимера норборнадиена. Жидкость превращается в изомер квадрициклан, под влиянием концентрированного солнечного света. Затем изомерная жидкость хранится при комнатной температуре, с минимальными энергетическими затратами.
Жидкость превращается обратно в изомер, при контакте с металлическим катализатором. При этом она нагревается до температуры в 63 градуса по Цельсию. Исследователи из Швеции повторили этот цикл 125 раз, при этом они не обнаружили снижения эффективности молекул. Они утверждают, что их система способна аккумулировать порядка 250 Вт в час, на каждый килограмм жидкости. Такой показатель превышает емкость самых эффективных батарей Tesla типа Powerwall в целых два раза.
Ученые также уверены, что в будущем смогут повысить температуру нагрева жидкости до 110 градусов. Они полагают, что их система сможет легко достичь стадии коммерческого использования, уже в ближайшие 10 лет.