Шведские ученые разработали жидкость, способную накапливать солнечную энергию и выпускать ее, когда это необходимо. Это открытие может способствовать росту значения возобновляемых источников энергии.
Развитие солнечной энергии требует параллельной разработки эффективных методов хранения накопленной энергии. В настоящее время литий-ионные аккумуляторы являются наиболее часто используемым решением, но постоянно ищут более эффективные и экологичные технологии.
Солнечная энергия, например, может храниться в виде тепловой энергии. Интересным решением является так называемое накопление молекулярного тепла на основе молекулярных переключателей (накопление молекулярной солнечной тепловой энергии). Упомянутый переключатель - это, простыми словами, молекула, появляющаяся в двух разных формах. Оба являются стабильными и отличаются друг от друга только тем, как отдельные атомы расположены в молекуле - поэтому они являются их изомерами. Преобразование из одной формы в другую происходит вследствие поглощения фотона, то есть поглощения части света. Затем молекула меняет свою структуру, сохраняя энергию солнечного излучения во вновь образованных связях. Теперь достаточно спровоцировать обратную реакцию в подходящий момент - для этого используется правильно подобранный катализатор. Энергия связей преобразуется в тепловую энергию, которую можно использовать, например, для отопления дома. Саму молекулу переключения можно использовать повторно, поэтому система работает на основе замкнутого цикла.
Команда исследователей из Технологического университета Чалмерса в Швеции только что разработала химическое соединение, полученное из норборнадиена, способное хранить солнечную энергию до 18 лет. Опытный образец инновационной установки с использованием этой технологии был построен на крыше вышеупомянутого университета, и это сразу привлекло внимание инвесторов и научного мира. Изобретатели описали свои изобретения в журнале Energy & Environmental Science.
Система состоит из солнечного коллектора, резервуара для хранения и катализатора. Жидкость постоянно прокачивается через коллектор, где под воздействием солнечного света происходит реакция изомеризации, представленная в упрощенном виде ниже:
Сама среда не нагревается - вся тепловая энергия Солнца поглощается химической реакцией. Реакционная жидкость, содержащая изомер норборнадиена, затем перекачивается в резервуар для хранения, где она может храниться в течение многих лет при комнатной температуре, не опасаясь потери своих свойств. Когда возникает необходимость высвободить накопленную в нем энергию, жидкость направляется к катализатору (химически это комплекс фталоцианина с кобальтом на углеродной подложке), реакция на котором обращена к описанной выше. Высвобождаемая тепловая энергия нагревает среду до более 60 градусов по Цельсию. Переключающие молекулы не теряют своих свойств и могут быть использованы повторно.
В настоящее время ведутся работы по оптимизации всей системы. Новая технология предназначена для коммерческого использования в ближайшие несколько лет.
