Исследовательская группа из Швеции разрабатывает новую концепцию, которая позволит людям получать, хранить и использовать солнечную энергию по мере потребностей. Хранение солнечной энергии оказалось невероятно сложным, но команда из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге пытается использовать искусственные молекулы для преодоления этого ограничения.
Группа ученых показала, что можно преобразовать солнечную энергию непосредственно в энергию, хранящуюся в связях химической жидкости, так называемую молекулярную солнечную тепловую систему.
Жидкий химикат позволяет хранить и транспортировать накопленную солнечную энергию и выпускать ее когда нужно с полным восстановлением среды хранения.
— То, что мы пытаемся сделать, это создать молекулы или материалы, которые могут улавливать энергию солнца, а затем накапливать энергию, когда это необходимо, и затем извлекать энергию по требованию, — сказал профессор Каспер Мот-Поулсен, возглавляющий исследовательскую группу.
Но одна из проблем заключается в том, что нужно улучшить поглощение солнечной энергии молекулой, чтобы использовать как можно больше солнечного света.
При проектировании новых молекул ученые начинают изучение свойств существующей молекулы, чтобы увидеть, как она работает, и переконструировать ее для образования соединения с улучшенными свойствами.
Когда они находят многообещающий состав, они берут его в лабораторию, чтобы попытаться синтезировать его перед испытаниями и посмотреть, работает ли он в реальных условиях солнечного облучения.
— Молекула, которую мы создаем, поглощает солнечный свет, затем солнечный свет превращает молекулу в другую молекулу, так называемый изомер. И этот изомер стабилен все время, поэтому мы можем оставлять его в резервуаре для хранения, а затем, когда нужна энергия, мы можем ее вернуть, запускаем нашу молекулу (восстановленную молекулу), чтобы высвободить энергию в виде тепла, а затем мы восстановим нашу исходную молекулу, — пояснил Мот-Поулсен.
Главная особенность заключается в том, что было бы возможно повторно использовать одни и те же молекулы снова и снова.
Мот-Поулсен отметил, что три года назад его команда смогла преобразовать 0,01% солнечной энергии в запасенную энергию в химических связях. Со временем им удалось повысить коэффициент конверсии до 1,1% и хотят увеличить его еще. Ученые надеются достичь 10% КПД в ближайшие годы, что сделает технологию более жизнеспособной в финансовом плане.