Ученые создали жидкость, способную аккумулировать солнечную энергию и хранить ее длительное время.
Известно, что солнечная энергетика имеет один большой недостаток — энергию солнца нельзя запасти впрок. До сих пор не удается создать экономичный и эффективный метод сбора и хранения солнечной энергии, какой бы дешевой и доступной она ни была.
Однако за минувший год появились признаки того, что шведским ученым удалось добиться серьезных результатов в разработке совершенно нового подхода к решению проблемы хранения тепловой энергии солнца.
Группа ученых из Технологического университета Чалмерса в Швеции опубликовали серию из четырех статей, в которых они описывают созданную ими жидкость, способную запасать солнечную энергию.
Молекулы этой полимерной жидкости состоят из атомов углерода, водорода и азота. При облучении жидкости солнечным светом эти молекулы ведут себя необычным образом: связи между атомами меняются и молекула превращается в свой изомер, запасая энергию в своей новой форме. Эта энергия из-за новых сильных связей между атомами молекулы сохраняется в течение длительного времени, даже когда сама жидкость уже остыла до комнатной температуры.
Когда эта энергия потребуется — скажем, в ночное время или зимой, — жидкость прокачивается через специальный катализатор, который возвращает её молекулы в первоначальное состояние, высвобождая при этом энергию в форме тепла.
«Энергия в таком изомере может храниться многие годы, до 18 лет», — говорит один из исследователей, специалист по наноматериалам Каспер Мот-Пулсен из университета Чалмерса.
Прототип новой системы, размещенный на крыше университета, показал отличные результаты, преобразуя солнечную энергию в тепловую.
Он напоминает по устройству привычные солнечные панели, но вместо носителя тепла используется жидкость из молекул полимера норборнадиена, которая под воздействием концентрированных солнечных лучей превращается в изомер квадрициклан. Затем изомерная жидкость хранится при комнатной температуре с минимальными потерями энергии.
При контакте с металлическим катализатором эта жидкость трансформируется обратно в полимер, нагреваясь при этом до температуры в 63 градуса Цельсия.
Исследователи воспроизвели этот цикл более 125 раз и не заметили существенного снижения эффективности молекул.
Ученые утверждают, что их система способна сейчас аккумулировать 250 ватт в час на каждый килограмм жидкости, что вдвое превышает емкость известных батарей фирмы Tesla типа Powerwall.
Более того, исследователи уверены, что в будущем смогут поднять температуру разогрева жидкости до 110 градусов Цельсия.
По их мнению, эти системы, которые уже сейчас привлекают внимание инвесторов, достигнут стадии коммерческого использования в ближайшие 10 лет.
Надо сказать, что химическая природа этого явления известна уже довольно давно и имеется ряд российских и других публикаций, которые описывают её.