Створена рідина, що зберігає сонячну енергію 20 років
Опубликованно 21.11.2018 01:22
Незважаючи на весь потенціал сонячної енергетики, у неї теж є свої недоліки. Наприклад, одним з них є висока вартість і низька ефективність тривалого зберігання енергії. Індустрія вже давно займається пошуком вирішення цього питання, і, здається, на обрії з'явилася одна дуже цікава ідея. Шведські вчені розробили спеціальну рідину, що називається гелиотермальным паливом. Її особливість полягає в здатності зберігати зібрану сонячну енергію протягом майже двох десятиліть.
Про це написано вже чотири наукові статті. Остання з них опублікована в журналі Energy & Environmental Science.
"Гелиотопливо — воно як перезаряджувана батарея, але замість електрики ця "батарейка" заряджається сонячним світлом, забезпечуючи вас при необхідності теплом", — пояснює Джеффрі Гроссман, інженер з Массачусетського технологічного інституту, який працює з цим матеріалом.
В основі гелиотоплива, розробленого вченими з Чалмерского технологічного інституту (Швеція), лежать спеціальні молекули з вуглецю, водню та азоту. При впливі на ці молекули сонячним світлом настає реакція: відбувається перехід їх атомних зв'язків і на виході виходить ізомер. Сильні хімічні зв'язки між ізомерами захоплюють сонячну енергію і здатні зберігати її навіть тоді, коли температура молекул знижується до кімнатній (близько 21 градуса Цельсія). Коли потрібен доступ до що зберігається енергії, то рідина пропускається через каталізатор, що повертає молекулам їх первісну форму. В результаті цього процесу на виході ви отримуєте енергію у вигляді тепла.
"Енергія всередині ізомеру може зберігатися до 18 років. При необхідності ми можемо отримати її у вигляді тепла, причому в таких обсягах, про які навіть не могли мріяти", — говорить один з творців гелиотоплива, фахівець з наноматеріалів Каспер Моп-Поульсен з Чалмерского технологічного інституту.
Прототип енергетичної системи, встановленої на дах інституту, дозволив вченим провести випробування рідини. За словами дослідників, результат цієї перевірки привернув увагу численних інвесторів.
Пристрій для збору відновлюваної енергії зовні виглядає як увігнутий рефлектор із трубкою в центрі, по якій біжить рідина. Конструкція нагадує радиотарелку, яка стежить за рухом Сонця. Рідина нагнітається по прозорій трубці в центрі рефлетора і нагрівається сонячним світлом, внаслідок чого молекули норборнадиена в складі рідини перетворюються в теплоізолюючий ізомер, квадрициклан. Потім рідину просто поміщають на зберігання в яку-небудь цистерну при звичайній температурі з мінімальною втратою енергії.
Коли виникає необхідність використовувати цю енергію, рідина проходить через спеціальний каталізатор, який повертає молекулам початкову форму, що призводить до нагріву рідини до 63 градусів Цельсія.
Ідея полягає в тому, що це тепло можна використовувати, наприклад, в опалювальних системах, водонагрівачах, посудомийних машинах, білизняних сушарках та інших видах пристроїв, після чого просто повернути її назад на дах для «підзарядки».
В ході випробувань дослідники пропустили рідина через 125 циклів, спочатку нагріваючи її, а потім охолоджуючи до звичайної температури. Ніяких суттєвих пошкоджень, для містяться всередині неї молекул відзначено не було.
"Ми досягли значних успіхів, за останній час, отримавши на виході енергетичну систему без шкідливих викидів, здатну працювати цілий рік", — говорить Моп-Поульсен.
За словами розробників, через серію доробок їм вдалося добитися того, що їх рідину тепер здатна зберігати еквівалент 250 Вт·год/кг, що по ефективності майже в два рази більше, ніж можливості батарей Tesla Powerwall.
Зупинятися на досягнутому винахідники не збираються. За їх словами, технологію можна поліпшити таким чином, що вона зможе виробляти ще більше тепла – як мінімум 110 градусів Цельсія.
"Попереду ще багато роботи. Ми лише показали, що система дійсно працює. Тепер нам необхідно більш детально зайнятися кожним з її аспектів, включаючи оптимізацію дизайну", — додає Моп-Поульсен.
Нагадаємо, раніше повідомлялося, що в Каліфорнії зобов'яжуть ставити на даху сонячні батареї
Категория: Технологии