Ученые из Технического университета Чалмерса в Гетеборге разработали новое соединение из азота, углерода и водорода, которое может помочь решить многие проблемы хранения возобновляемой энергии. Молекула предназначена для использования в качестве составной части системы хранения молекулярной солнечной тепловой энергии (MOST), разработанной исследовательской группой. Если это соединение в жидкой форме поместить на солнечный свет, то связи между его атомами изменяются и превращаются в энергетический изомер, способный накапливать солнечную энергию.
В системе-прототипе энергия солнца улавливается с помощью устройства, похожего на спутниковую антенну, которое отслеживает движение солнца и направляет свет в одну точку, содержащую изомер. После солнечного воздействия изомеры хранятся при комнатной температуре, чтобы лучше сохранить энергетический потенциал молекулы и минимизировать потери энергии.
Для высвобождения накопленной энергии изомер фильтруется с помощью специального катализатора, который управляет высвобождением накопленной энергии. Во время реакции, происходящей в катализаторе, изомер нагревается до 63 градусов Цельсия, высвобождает энергию и в то же время возвращает молекулу в исходное состояние для последующего использования. Таким образом, солнечная энергия, собранная днем, может быть сохранена и использована позднее, когда генерация традиционной солнечной энергии невозможна — например, ночью или в облачный день.
По данным исследователей, изобретение можно использовать в домашних системах отопления, при этом молекулы с крыши по кругу передаются обратно в систему нагрева. Более того, реакция, происходящая в системе MOST, не влияет на молекулу, поэтому ее можно повторно использовать для нагрева без вредных выбросов бесконечное количество раз.
Команда исследователей из технического университета Чалмерса — не единственная исследовательская группа, работающая над системами хранения молекулярной энергии, над аналогичной системой работают, например, также и ученые из Массачусетского технологического института MIT.
По данным руководителя исследовательской группы Каспера Мота-Поулсена, система MOST уже работает лучше, чем ожидалось: «Энергия в этом изомере может храниться до 18 лет. И когда мы извлекаем и используем энергию, то рост температуры значительно выше того, чем мы могли надеяться».
Есть надежда, что система MOST сможет преодолеть проблемы хранения возобновляемых источников энергии, которые уже давно тормозят разработку этой концепции. Основная проблема возобновляемых источников энергии заключается в том, что они являются прерывистыми, подверженными колебаниям: солнце не светит непрерывно, ветер не дует непрерывно и т. д. Кроме того, существует колебания спроса на энергию со стороны пользователей.
В настоящее время солнечная электроэнергия чаще всего хранится в крупномасштабных литиевых батареях, которые, однако, очень непрактичны из-за своих размеров и стоимости для бытового использования. Кроме того, они начинают терять заряд, как только их отсоединяют от солнечных батарей — в течение нескольких недель они могут полностью разрядиться. Это делает их особенно неподходящими для хранения энергии между сезонами, которые отличаются друг от друга очень различными уровнями производства энергии и потребностями в ней.
Мот-Поулсену и его команде еще предстоит довести свою концепцию до единого целого и увеличить тепловыделение молекулы. Цель команды — повысить тепловыделение до 110 градусов по Цельсию до начала коммерческого выпуска системы MOST, что, как надеются ученые, будет достигнуто в следующем десятилетии.
Источник: http://www.sonnenseite.com/de/energie/solarenergie-18-jahre-speichern.html