Шведские физики из Технологического университета Чалмерса разработали жидкость, которая способна поглощать энергию солнечного света в молекулярных связях, хранить ее в течение нескольких лет и при необходимости высвобождать.
Пока что ученые представили прототип системы, которая способна накапливать до 250 ватт-часов энергии на килограмм вещества, что примерно вдвое превышает энергоемкость аккумуляторов Tesla Powerwall. По мере совершенствования «солнечного топлива», оно сможет заменить газ, уголь и нефть, параллельно решив вопрос уменьшения выбросов углекислого газа и загрязнения окружающей среды.
Принцип работы системы основан на том, что насос перекачивает специальную жидкость через прозрачные трубы, где под воздействием ультрафиолета молекулы вещества перестраивают связи между атомами углерода, водорода и азота. В ходе этого процесса соединение, известное как норборнадиен, превращается в квадрициклан. Так как энергия поглощается сильными химическими связями, то образованное вещество сохраняет захваченную солнечную энергию даже когда остывает.
Для извлечения энергии, активированное вещество пропускают через катализатор на основе кобальта. В результате квадрициклан трансформируется обратно в норборнадиен, параллельно повышая свою температуру на 63 °С. Полученную энергию можно использовать для бытовых и промышленных нужд. Например, отопление, нагрев воды, стерилизация, дистилляция или питание паровых турбин.
Принцип работы системы "солнечного топлива".
Жидкость может храниться в неизолированных емкостях жилых домов, циркулировать по трубопроводам и подлежит транспортировке. Исследователи провели 125 циклов и не обнаружили признаков деградации вещества.
Хотя команда уже достаточно далеко продвинулась, но они продолжают совершенствовать разработку. В дальнейших планах увеличение продолжительности хранения, повышение плотности энергии и температуры при трансформации на 80 °С, улучшение рециркуляции.
Однако основной проблемой, над которой работают ученые, является эффективность. Существующий вариант поглощает только излучение ультрафиолетового и синего спектра, на которые приходится лишь 5% доступной солнечной энергии.
Исследователи из космических агентств Esa и NASA сейчас изучают другое уникальное вещество – мицелий. Они предлагают буквально выращивать здания и одежду в марсианских колониях из грибов.
текст: Илья Бауэр, фото: Johan Bodell и Yen Strandqvist/nbcnews, atomic-energy