Изследователи разработиха нов начин за съхранение на слънчева енергия посредством работен флуид. Методът се базира на съединение със специална молекула, която – подобно на пружина – може да бъде натоварена с енергия, а в желан от нас момент да бъде “отпусната”, за да отдаде енергията.
Едно от основните предизвикателства при използването на слънчева енергия е какво се случва, когато слънцето залезе. През деня слънчевите клетки улавят енергията на лъчите и я преобразуват в използваем ток. През нощта обаче, а и при лошо време не може да се разчита, че количеството произведено електричество ще е достатъчно.
Част от произведената енергия се съхранява за по-късна консумация чрез различни видове батерии. И все пак те са обемисти, сложни, скъпи, с намаляваща ефективност.
Изследователи от Калифорнийския университет в Санта Барбара са разработили нов материал, който елиминира нуждата от батерии. Той съхранява слънчевата енергия директно като топлина.
Разработката е нова форма на молекулярно соларно-термално (MOST) съхранение на енергия – нововъзникващ клас технология, която превръща слънчевата светлина директно в химически връзки на молекулярно ниво и освобождава енергията по-късно под формата на топлина.
Подходът на изследователите използва специално разработена течност, съдържаща фоточувствителни модифицирани пиримидонови молекули. Когато е изложена на слънчева светлина, всяка молекула претърпява обратима структурна промяна, преминавайки от нискоенергийна конфигурация в напрегната, високоенергийна форма.
Можете да си представите всяка молекула като малка пружина. Слънчевата светлина „навива“ пружината, като принуждава молекулата да приеме усукана, богата на енергия конфигурация. След това молекулата остава заключена в това състояние.
Молекулата може да стои така с месеци или години, без да губи съхранената енергия. Когато се приложи катализатор, като топлина или киселина, молекулата се връща в първоначалната си форма, освобождавайки съхранената енергия като топлина.
Този процес е повторяем. А това е желана характеристика на технологията за многократна употреба и рециклиране.
„Представете си фотохроматичните слънчеви очила. Когато сте вътре, те са просто прозрачни лещи. Излизате на слънце и те потъмняват сами. Връщате се вътре и лещите отново стават прозрачни“, казва Хан Нгуен, един от изследователите и водещ автор на статията.
„Този вид обратима промяна е свойството, което ни интересува. Използваме същата идея, за да съхраняваме енергия, да я освобождаваме, когато ни е необходима, и след това да използваме материала отново и отново“, пояснява ученият.
Както често се случва в изследванията, изследователите са черпили вдъхновение от природата. Синтезираната молекула се основава на структурата на компонент, открит в ДНК, който може обратимо да претърпи структурни промени под въздействието на ултравиолетова светлина.
Все пак технологията все още е в етап на изследване и ранен пилотен етап. Но дава много надежди, нали?
