Новые способы хранения солнечной энергии в виде химических связей были определены группой исследователей Массачусетского технологического института, которые создали новое химическое соединение с помощью углеродных нанотрубок.
Хранение солнечной энергии в химической форме, вместо преобразования его в электричество или тепло производит сама система, которая предлагает преимущества, имеющие особое значение, поскольку, теоретически, химические вещества могут храниться в течение длительных периодов время без какой-либо потери энергии. Основной проблемой с этим подходом, однако, является тот факт, что химические вещества, необходимые для данного типа процесса ухудшаются после нескольких циклов заряда / разряда, или требуют использования рутения который является редким и дорогим.
В прошлом году профессор Джеффри Гроссман заявил, что молекулы fulvalene diruthenium - в состав группы разработчиков которого входят уже известные исследователи, - является лучшим средством для хранения солнечной энергии, так как никакой деградации в материале влияющей на характеристики накопления энергии. По словам Гроссмана, в глубоком понимании процесса будет исследованны и воссозданы другие химические соединения из материалов менее дорогих и более доступных что может быть использовано для той же цели.
Профессор Гроссман, наряду с докторессой Алекси Колпак, смогли с помощью углеродных нанотрубок, а также химического вещества под названием азобензола, получить новые молекулы характеризуюшиеся свойствами, которые не присутствуют в двух отдельно взятых элементов. Новая химическая система помимо того что дешевле чем предыдущие, содержащих рутений, характеризуется высокой плотностью энергии, что сопоставимо с обычными литиево-ионные батареи. По словам исследователей новая молекула может быть реализована путем регулирования их взаимодействия, так что вы можете решить независимо, какое количество энергии он может хранить и срок, на который эта энергия может быть сохранена.
Принцип действия основан на термохимическом хранении химической энергии которую обеспечивают молекулы, структура которых изменяется при воздействии солнечного света, и остается стабильным в этой форме на неопределенный срок. Когда молекула должным образом стимулируется катализатором, изменением температуры или световым импульсом, быстро возвращается в исходную структуру, выпуская энергию в виде тепла.
Основным преимуществом такого подхода является то, что он упрощает весь процесс, так как сбор энергии и ее сохранения объединены в один шаг. Материал, используемый, по сути, превращает энергию в одном этапе, без ухудшения процесса с течением времени. Это процесс, который, как уже говорилось, позволяет на более позднем этапе для высвобождения энергии в виде тепла: он принимает дальнейшие процессы преобразования - с помощью термоэлектрических устройств, а также паровых турбин - если вы хотите использовать теплообмен для производства электроэнергии.
Ключевым элементом, который управляет хранением солнечной энергии является энергетический барьер, который отделяет два состояния стабильности, которые могут быть взяты из молекулы. Понимание этой проблемы имеет жизненно важное значение в ходе исследования по fulvalene diruthenium понять происхождение его долгосрочной стабильности. Энергетический барьер слишком низкий вызовет быстрое возвращение молекулы "без нагрузки", таким образом предотвращая хранение в течение длительных периодов времени. И наоборот слишком высокий энергетический барьер не позволяет простым выделением энергии в случае необходимости.
Йосуке Канаи, ассистент профессора химии в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл, сказал: "Идея сохранения солнечной энергии в химических связях привлекает внимание новизной данной работы. Исследователи показали, что плотность энергии можно значительно увеличить с помощью углеродных нанотрубок с наноразмерными структурами.
(C) Hardware upgrade
