Солнце — огромный источник энергии. Всего за час Земля получает столько света, что, если бы удалось собрать его весь, то в течение года не пришлось бы вообще заботиться об энергообеспечении. Однако все не так просто, и солнечную энергию пока удается уловить, сохранить и использовать лишь в незначительном объеме. Студент Андерс Бо Сков из Копенгагенского университета совместно с наставником Могенсом Брондстедом Нильсеном опубликовали в издании Chemistry — A European Journal статью «Towards Solar Energy Storage in the Photochromic Dihydroazulene-Vinylheptafulvene System». Профессор Брондстед возглавляет Центр эксплуатации солнечной энергии в университете. Здесь его команда пытается развить молекулы, способные собирать и удерживать существенные объемы солнечной энергии, сохраняя ее долгое время и выпуская по требованию. До сих пор было так: если способность молекул улавливать энергию удается улучшить, то способность хранить ее снижается, и наоборот. Группа работает с молекулами, известными как система дигидроазулена-винилгептафульвена. Система хранит энергию, меняя форму, но каждый раз, когда группе Брондстеда удавалось изменить молекулы, те теряли способность хранить энергию. «Независимо от того, что мы делали для предотвращения этого, молекулы возвращаются к начальной форме и выпускают энергию спустя один или два часа. Достижение Андерса состоит в том, что ему удалось удвоить энергетическую плотность молекулы так, что она может сохранять форму на сотни лет. Теперь у нас одна проблема — как обеспечить выпуск хранящейся энергии. Молекула не желает снова менять форму», заявил ученый. Андерс Бо Сков в течение четырех месяцев улучшал нестабильную молекулу Брондстеда, и добился этого в самый последний момент. Химия вообще напоминает выпекание сдобы. Вам не удастся испечь хлеб, если, к примеру, из теста вдруг исчезнет мука. Молекулы, с которыми работал исследователь, были нестабильны и могли внезапно меняться. «Мой химический рецепт состоит из четырех этапов. Первые три я прошел за месяц, а чтобы пройти последний, потребовалось еще три месяца», заметил Сков. Независимо от метода хранения энергии существует теоретический предел плотности энергии. А еще есть реальность. В теории килограмм идеальных молекул способен хранить 1 мегаджоуль энергии. Этого количества хватило бы, чтобы довести до кипения три литра воды комнатной температуры. Килограмм молекул Скова позволил бы вскипятить лишь 75 сантилитров, но зато всего за три минуты. 15 литров воды удалось бы вскипятить за час. Сков, как и его наставник, убежден, что это только начало. «Достижение Андерса — важный прорыв. Пока не существует хорошего метода выделения энергии по требованию, и нам все еще предстоит увеличивать плотность энергии. Однако теперь мы точно знаем, что нам нужно сделать, чтобы преуспеть», восторженно заявил профессор Могенс Брондстед. Сков больше взволнован тем, что молекулы мало того, что собирают солнечную энергию, но они еще и нетоксичны. «Наиболее популярные современные устройства хранения энергии — это литий-ионные батареи, но литий — металл токсичный. Моя молекула не выделяет ни углекислого газа, ни любых других химических составов во время работы. Когда наступает день ее полного износа, она распадается на краситель, который можно найти в цветах ромашки», заключил студент. 08.05.2015 |
Энергия
EGU: В золоте дураков все-таки нашли ценный компонент | |
Не зря авиакомпании не разрешают сда... |
Инженеры создают более выгодную сеть для распределения солнечной энергии | |
Если вы являетесь Независимым системным о... |
NatComm: Машинное обучение поможет создать вертикально-осевые ветряные турбины | |
Исследователи EPFL использовали алгоритм генет... |
ChemM: Открыты новые материалы для безопасных и высокопроизводительных батарей | |
Полностью твердотельные литий-ионные батареи с... |
Chem: Имплантируемые батареи могут работать на собственном кислороде организма | |
Имплантируемые медицинские устройства &md... |
Новый реактор сэкономит миллионы при производстве пластиков и резины из газа | |
Новый способ получения важного ингредиента для... |
Рост эффективности бифункциональных катализаторов удешевит производства водорода | |
Ученые преодолели ограничения долговечности би... |
P2P обмен энергией между домохозяйствами снижает зависимость от поставщиков | |
Наши энергетические системы быстро изменяются.... |
Ученые исследуют поглощение и потерю водорода из катодов Li-Ion аккумуляторов | |
Литий-ионные аккумуляторы являются одной из&nb... |
Ученые впервые увидели, как молекулы воды ведут себя у металлического электрода | |
Совместная группа экспериментальных и выч... |
Созданы стратегии ограничения саморазряда суперконденсаторов на основе углерода | |
Эффективное хранение чистой энергии &mdas... |
Ученые предложили собирать воду из воздуха с помощью солнечной энергии | |
В настоящее время более 2,2 миллиарда человек ... |
EMD: Ученые изготовили эффективные органические катоды для цинк-ионных батарей | |
Цинк — дешевый, распространенный, э... |
ТПУ: Высокоэнтропийные сплавы позволят создать мембраны для очистки водорода | |
Ученые Томского политеха создали систему матем... |
Nature Physics: Открыта новая система управления хаотическим поведением света | |
Использование света и управление им ... |
Открыт потенциально более дешевый и холодный способ транспортировки водорода | |
В рамках усилий по отказу от ископае... |
Разработан новый метод создания стабильных и эффективных солнечных элементов | |
Солнечные материалы нового поколения дешевле и... |
Acta Astronautica: В открытом космосе можно построить солнечные фермы | |
Согласно результатам нового исследования, пров... |
Новый катализатор может обеспечить жидкое водородное топливо будущего | |
Исследователи из Лундского университета, ... |
Перовскитовые ячейки — новое решение для повышения эффективности солнечных панелей | |
Солнечные элементы на основе перовскита, ... |
Новая анионообменная мембрана станет ключевым компонентом топливных элементов | |
Анионообменные мембранные топливные элементы п... |
Применение шарового размола улучшит характеристики литий-ионных аккумуляторов | |
Более дешевые и эффективные литий-ионные ... |
Кремний может стать альтернативой графитовым анодам в литий-ионных аккумуляторах | |
В новаторском обзоре, опубликованном в жу... |
Joule: Ученые успешно испытали тандем перовскита и кремния в солнечных батареях | |
Несмотря на то, что традиционные сол... |
Ученые разработали электролизное устройство для превращения CO2 в пропан | |
В недавно опубликованной в журнале Nature... |
E&ES: Новый электролит предотвращает возгорание и тепловой выброс в аккумуляторах | |
Йонг-Джин Ким и Джайеон Бэк из&... |
Исследователи разработали метод охлаждения водородной плазмы в термоядерных реакторах | |
Возможно, люди никогда не смогут приручит... |
Ученые нашли способ очистки воды с помощью солнечной энергии | |
Использование электрохимии для разделения... |
Батареи на основе алюминия могут стать прорывом в развитии электромобилей | |
Хорошая батарея должна обладать двумя качества... |
Появилась теоретическая возможность отказа от лития в пользу натрия в батареях | |
Литий становится новым золотом: стремительное ... |