Hi-Tech

Ученые создали жидкость, способную хранить солнечную энергию почти 20 лет

Например, одним из них является высокая стоимость и низкая эффективность продолжительного хранения энергии. Несмотря на весь потенциал солнечной энергетики, у нее тоже есть свои недостатки. Шведские ученые разработали специальную жидкость, называющуюся гелиотермальным топливом. Индустрия уже давно занимается поиском решения этого вопроса, и, кажется, на горизонте появилась одна очень интересная идея. Ее особенность заключается в способности хранить собранную солнечную энергию в течении почти двух десятилетий.

Последняя из них опубликована в журнале Energy & Environmental Science. Об этой работе написано уже четыре научные статьи.

«Гелиотопливо — оно как перезаряжаемая батарея, но вместо электричества эта «батарейка» заряжается солнечным светом, обеспечивая вас при необходимости теплом», — объясняет Джеффри Гроссман, инженер из Массачусетского технологического института, работающий с этим материалом.

При воздействии на эти молекулы солнечным светом наступает реакция: происходит перестроение их атомных связей и на выходе получается изомер. В основе гелиотоплива, разработанного учеными из Чалмерского технологического института (Швеция), лежат специальные молекулы из углерода, водорода и азота. Когда требуется доступ к сохраняемой энергии, то жидкость пропускается через катализатор, что возвращает молекулам их первоначальную форму. Сильные химические связи между изомерами захватывают солнечную энергию и способны хранить ее даже тогда, когда температура молекул снижается до комнатной (около 21 градуса Цельсия). В результате этого процесса на выходе вы получаете энергию в виде тепла.

При необходимости мы можем получить ее в виде тепла, причем в таких объемах, о которых даже не могли мечтать», — говорит один из создателей гелиотоплива, специалист по наноматериалам Каспер Мот-Поульсен из Чалмерского технологического института. «Энергия внутри изомера может храниться до 18 лет.

По словам исследователей, результат этой проверки привлек внимание многочисленных инвесторов. Прототип энергетической системы, установленной на крышу института, позволил ученым провести испытание жидкости.

Конструкция напоминает радиотарелку, которая следит за движением Солнца. Устройство для сбора возобновляемой энергии внешне выглядит как вогнутый рефлектор с трубкой в центре, по которой бежит жидкость. Затем жидкость просто помещают на хранение в какую-нибудь цистерну при обычной температуре с минимальной потерей энергии. Жидкость прогоняется по прозрачной трубке в центре рефлетора и нагревается солнечным светом, вследствие чего молекулы норборнадиена в составе жидкости превращаются в теплоизолирующий изомер, квадрициклан.

Когда возникает необходимость использовать эту энергию, жидкость прогоняется через специальный катализатор, который возвращает молекулам их изначальную форму, что приводит к нагреву жидкости до 63 градусов Цельсия.

Профессор Каспер Мот-Поульсен держит в руке трубку с катализатором перед вакуумной установкой, использующейся для измерения градиента тепловыделения системы хранения солнечной тепловой энергии

Идея заключается в том, что это тепло затем можно использовать, например, в отопительных системах, водонагревателях, посудомоечных машинах, бельевых сушилках и других видах устройств, после чего просто вернуть ее обратно на крышу для «подзарядки».

Никаких существенных повреждений, для содержащихся внутри нее молекул отмечено не было. В ходе испытаний исследователи пропустили жидкость через 125 циклов, сначала нагревая ее, а затем охлаждая до обычной температуры.

«Мы добились значительных успехов за последнее время, получив на выходе энергетическую систему без вредных выбросов, способную работать круглый год», — говорит Мот-Поульсен.

По словам разработчиков, через серию доработок им удалось добиться того, что их жидкость теперь способна сохранять эквивалент 250 Вт·ч/кг, что по эффективности почти в два раза больше, чем возможности батарей Tesla Powerwall.

По их словам, технологию можно улучшить таким образом, что она сможет производить еще больше тепла – как минимум 110 градусов Цельсия. Останавливаться на достигнутом изобретатели не собираются.

Мы всего лишь показали, что система действительно работает. «Впереди еще много работы. Теперь нам необходимо более детально заняться каждым из ее аспектов, включая оптимизацию дизайна», — добавляет Мот-Поульсен.

Обсудить новость можно в нашем Telegram-чате.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть