Шведские учёные создали жидкость, хранящую энергию Солнца

Исследователи из Технического университета Чалмерса нашли способ сохранять энергию солнечного света в химической форме. Вещество может быть перемещено к месту потребления, где энергию высвобождают как тепло с КПД до 80%.

По словам разработчиков, открытие способно решить ряд проблем, связанных с эксплуатацией солнечной энергии, в т. ч. проблемы её хранения, транспортировки, и высвобождения в нужное время в нужном месте.

«Наша задача, – говорит руководитель проекта профессор Каспер М. Поулсен, – создать универсальную солнечную батарею, которая высвобождала бы тепло по команде».

В статье, опубликованной командой разработчиков в ежемесячнике Energy & Environmental Science, говорится, что система способна нагреваться до температуры 238 °C.

Из-за высокой себестоимости решение пока ещё не может конкурировать с повсеместно распространёнными отопительными системами, но узкоспециальные его приложения можно создавать уже сейчас. В качестве примера в статье приведён предпусковой прогрев автономных систем (насосов, двигателей и т. п.), расположенных далеко от электро- и теплосетей либо в тяжёлых климатических условиях, когда «высокая цена доставки топлива оправдывает применение возобновляемых технологий отопления».

В основе метода лежит органическое вещество норборнадиен, способное посредством фотохимической реакции превращаться в свой валентный изомер квадрициклан, в котором двойные связи между атомами углерода становятся одинарными, а потенциальная энергия молекулы повышается. Эту потенциальную энергию можно затем высвободить в виде тепла, применив катализатор для запуска обратной реакции.

Метод позволяет увеличить КПД гибридных солнечных коллекторов по сравнению с солнечными батареями, работающими на фотоэлементах, поскольку первые используют солнечный свет во всём оптическом диапазоне, а последние – только часть оптического спектра, вследствие чего их КПД ограничен 20%.

«Нам удалось синтезировать молекулы, многократно повышающие КПД процесса, – говорит профессор Поулсен. – Мы также показали, что можно создать надёжную систему, способную выдержать до 140 циклов сохранения и высвобождения энергии практически без снижения производительности».

«Самые эффективные из существующих на сегодня систем способны нагревать теплоноситель на 10 °C, – продолжает он. – Наши молекулы в принципе должны быть способны нагреть теплоноситель более чем на 100 °C, и мы планируем вскоре продемонстрировать это».

В задачи дальнейших исследований входят поиск более дешёвого рабочего вещества и менее ядовитого катализатора. Последнее позволит расширить область применения технологии на пищевые процессы, например, создать переносное устройство, накапливающее энергию в светлое время суток и позволяющее разогревать еду в тёмное время.

Статья завершается следующими словами: «Конкуренция на рынке устройств, собирающих солнечную энергию, очень велика. Пробиться на него будет непросто, но все солнечные технологии сравнительно новые, а в мире растёт тенденция к замещению ископаемых топлив возобновляемыми источниками энергии. Поэтому очень вероятны научно-технические достижения, которые произведут переворот в этой области».