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
Energy: Появилось инновационное решение для получения солнечной энергии с небес | |
Некоторые места не слишком благоприятны д... |
PhysRevLett: Найден способ улучшить аккумуляторы с помощью квантовой механики | |
В последние годы ученые работают над новы... |
NF: Выравнивание спина для термоядерного топлива удешевит ядерную энергию | |
Новое исследование предлагает способ, как ... |
Челябинские ученые создали систему управления объектами электроэнергетики | |
Программу для управления объектами электр... |
В ТПУ создали новые вещества, которые помогают получать водород с помощью света | |
Новый материал, который может помочь получать ... |
Energy & Fuels: Отработанное масло пустят в ход — на переработку в биодизель | |
Новый способ производства биодизеля из от... |
Эксперт ТИСБИ дал оценку готовности Татарстана к переходу на водород | |
Мировой рынок водородной энергетики к 203... |
PRX Energy: Открыты перспективные материалы для термоядерных реакторов | |
Ядерный синтез может стать идеальным решением ... |
PNAS Nexus: Ученые воссоздали в лаборатории ключевой элемент фотосинтеза | |
Человек научился делать многое, но у ... |
J. Mater. Chem. A: Литий-ионные батареи станут безопаснее и эффективнее | |
Новое объяснение эффекта этиленкарбоната ... |
EPSR: ИИ повысит надежность электросетей с учетом роста энергопотребления | |
Из-за распространения возобновляемых источнико... |
APL: Исследователи изучают фотоэлектрический феномен в перспективном материале | |
Необычный фотовольтаический эффект, BPV, в&nbs... |
Frontiers in Energy: Катализатор Fe-N-C превзойдет платину в топливных элементах | |
Топливные элементы и металловоздушные бат... |
Matter: Гибридные перовскиты прокладывают путь к новым лазерам и светодиодам | |
Исследователи разработали методику создания сл... |
В Пермском Политехе создали установку для исследования новых видов топлива | |
Учёные исследуют новый вид горючего ... |
Chemistry of Materials: Открыт перспективный твердый электролит из наночастиц | |
Аккумуляторы играют важную роль в совреме... |
Водные системы могут помочь ускорить внедрение возобновляемых источников энергии | |
Системы водоснабжения помогают сделать возобно... |
Nature Nanotechnology: Решена ключевая проблема натрий-ионных батарей | |
Литий-ионные батареи широко используются в&nbs... |
JAC: Ученые исследовали эффективность пьезокатализа Bi2WO6-x | |
Пьезокатализ — перспективная эколог... |
NatSustain: Новый материал катода может произвести революцию в хранении энергии | |
Недорогой катод, который может улучшить литий-... |
eScience: С помощью реактивной химии ученые создали анод без дендритов | |
Металлические калиевые батареи, МБК &mdas... |
Система искусственного фотосинтеза производит этилен с высочайшей эффективностью | |
Чтобы использовать CO₂ для создания эколо... |
NatComm: Инженеры создают долговечный и дешевый электролит для аккумуляторов | |
Возобновляемые источники энергии, такие как&nb... |
В ЛЭТИ создали цифрового двойника для оптимизации солнечных электростанций | |
Рост населения и развитие технологий прив... |
EES Catalysis: Новые ячейки превращают углекислый газ в экологичное топливо | |
Новый метод переработки бикарбонатного раствор... |
ACS Energy Letters: Новую батарею можно резать, можно бить — все равно работает | |
В большинстве аккумуляторов для портативн... |
Nature Climate Change: Богатые тоже пачкают атмосферу | |
Углеродный след богатых людей в обществе ... |
Учёные НИУ МЭИ создали энергоустановку на основе бионических технологий | |
Исследователи создали энергоустановку для ... |
Кремний с высокой площадью поверхности улучшает реакцию CO2 на свету | |
Учёные работают над превращением углекисл... |
В ЛЭТИ улучшили свойства материала для более долговечных солнечных батарей | |
Исследователи создали наноматериалы, которые с... |