Інноваційний прорив у сфері накопичення енергії анонсовано науковцями з Каліфорнійського університету в Санта-Барбарі. Вони розробили принципово новий тип молекулярного сховища, яке неформально вже називають “перезаряджуваною сонячною батареєю”. Цей унікальний матеріал здатний ефективно абсорбувати сонячне випромінювання, запасати отриману енергію безпосередньо в хімічних зв’язках молекул, а потім віддавати її у вигляді теплової енергії навіть через тривалий час після того, як сонце сяде.
Революційна технологія Molecular Solar Thermal (MOST)
Дослідження, детально описане на сторінках авторитетного наукового журналу Science, очолила професорка Ґрейс Хан. Її команда зосередила зусилля на розвитку технології Molecular Solar Thermal (MOST). Ця система надає можливість зберігати сонячну енергію, повністю оминаючи потребу у традиційних акумуляторних батареях чи підключенні до централізованої електромережі.
Принцип роботи: Аналогія з фотохромними лінзами
В основі цієї революційної розробки лежить спеціально модифікована органічна молекула піримідону. Вчені проводять аналогію її роботи з принципом дії фотохромних окулярів: у приміщенні лінзи залишаються прозорими, але під впливом сонячного світла автоматично темніють. При поверненні в тінь або приміщення вони знову стають прозорими. Цей циклічний, зворотний процес і є ключовим для накопичення енергії.
“Уявіть фотохромні окуляри. У приміщенні це звичайні прозорі лінзи. Виходите на сонце — і вони темнішають самі собою. Повертаєтесь у приміщення — і лінзи знову стають прозорими. Саме такий оборотний процес нас і цікавить. Тільки замість зміни кольору ми хочемо використовувати той самий принцип для накопичення енергії, її вивільнення за потреби та повторного використання матеріалу”, — пояснює Хан Нґуєн, докторант Han Group та провідний автор дослідження.
Натхнення з природи та комп’ютерне моделювання
Як зізнаються розробники, значне натхнення для створення такої унікальної молекули вони черпали з самої природи, зокрема, зі структури ДНК. Будова піримідону має схожість з одним з компонентів ДНК, який здатен змінювати свою конфігурацію під дією ультрафіолетового випромінювання. Ця схожість стала відправною точкою для експериментів.
Крім того, для глибокого розуміння механізмів стабільного утримання енергії протягом років з мінімальними втратами, команда активно співпрацювала з професором Кеном Гоуком з University of California. Завдяки застосуванню передових методів комп’ютерного моделювання, науковці змогли детально дослідити та пояснити, чому саме ця молекула демонструє такі вражаючі показники довготривалого зберігання енергії.
Думка UA Новини: Ця розробка може докорінно змінити ландшафт відновлюваної енергетики, запропонувавши децентралізоване та довготривале рішення для зберігання сонячної енергії. Потенціал для зменшення залежності від традиційних мереж та акумуляторів є величезним, що відкриває нові можливості для приватних домогосподарств та промислових об’єктів.
За даними порталу: itc.ua