Солнечная энергия рассматривается многими как наилучшая возможность избавиться от нашей зависимости от ископаемого топлива. Однако проблема остается прежней: хранение солнечной энергии в течение длительных периодов времени.
Проблемы, которые могли найти решение. Ряд новых исследований предложил новый подход к хранению солнечной энергии.
«Солнечный бензин»
Исследовательская группа в Швеции разработала специальную жидкость под названием «солнечное термальное топливо», которая может хранить энергию, захваченную солнцем, более десяти лет.
«Солнечное тепловое топливо похоже на аккумуляторную батарею. Только вместо электричества вы подключаете солнечный свет и получаете тепло по требованию», объясняет Джеффри Гроссман, Инженер Массачусетского технологического института.
Жидкость разрабатывалась более года учеными из Технологический университет Чалмерса в Гетеборге, Швеция.
«Энергетическая» смесь состоит из углерода, водорода и азота.
Жидкость меняет форму под солнечным светом
Когда солнечный свет вступает в контакт с жидкостью, связи между ее атомами перестраиваются, и она превращается в изомер. Этакая «заряженная» версия самого себя. Солнечная энергия удерживается между прочными химическими связями изомеров.
Молекула способна накапливать энергию, даже когда остывает до комнатной температуры.
Чтобы использовать захваченную энергию, жидкость пропускают через катализатор, который возвращает молекуле ее первоначальную форму, высвобождая энергию в виде тепла.
Как долго этот изомер способен накапливать энергию?
«В настоящее время он может хранить энергию до 18 лет», — говорит он. Каспер Мотылек-Поульсен, профессор кафедры химии и химической технологии и первый автор исследования. «И когда мы извлекаем энергию и используем ее, мы получаем увеличение тепла, которое больше, чем мы смели надеяться».
Я восстановил это интервью с Поулсеном (на английском языке), которое объясняет несколько вещей об этой молекуле:
Потенциальные области применения выходят за рамки отопления дома.
Как работает эта система хранения солнечной энергии?
Система работает как петля. Он имеет вогнутый отражатель с трубкой в центре, которая отслеживает положение солнца. Жидкость перекачивается через прозрачные трубки для освещения от солнечные лучи.
По мере нагревания жидкость меняет свою первоначальную форму молекулы. норборнадиен к его изомеру, который может накапливать энергию, квадрицикл. Затем заполненная энергией жидкость хранится при комнатной температуре.
Когда требуется энергия, жидкость проталкивается через катализатор, который преобразует молекулы в их первоначальную форму, нагревая жидкость на 63 градуса Цельсия.
Эта горячая жидкость может быть использована во всем: от домашних систем отопления до питания водонагревателя, посудомоечной машины, сушилки и многого другого.
Следующие шаги
В конце 2020 года проект ЕС, возглавляемый командой Чалмерса, начал разработку прототипов технологии для крупномасштабных приложений. Проект получил 4,3 миллиона евро от ЕС и продлится 3 года.
По оценкам, к концу десятилетия будет запущена крупномасштабная коммерциализация аналогичной системы для хранения солнечной энергии.
До сих пор исследователи подвергали жидкость этому циклу более 125 раз без значительного повреждения молекулы. Это направление, которому следует внимательно следовать.
