Исследователи из Хьюстонского университета (UH) разработали гибридное устройство, которое способно выполнять сразу две функции: эффективно улавливать солнечный свет и сохранять его энергию до момента возникновения потребности в ней. Его можно будет использовать в ряде промышленных процессов, в том числе при производстве электроэнергии, ректификации или опреснении морской воды.
Работа традиционных солнечных панелей базируется на фотоэлектрической технологии, с помощью которой вырабатывается электроэнергия. Новое устройство удерживает солнечное излучение и хранит его в виде тепловой энергии. Его разработка позволит расширить границы применения гелиосистем, преодолев естественные ограничения – погодные явления и ограниченность светового дня.Ученые описали свое изобретение в журнале Joule.
Они утверждают, что совмещение молекулярного накопителя энергии (molecular storage material, MSM) и аккумулятора скрытой теплоты обеспечивает суточную бесперебойную работу нового девайса. Предварительные испытания свидетельствуют о его высокой эффективности – оно способно улавливать до 90% света, а ночью удается активизировать до 80% сохраняющейся энергии. Дневной показатель оказался еще выше, по словам разработчиков.
Хади Гасеми (Hadi Ghasemi), доцент UH и соавтор научной статьи, заявил, что необычные характеристики прибора удалось обеспечить за счет возможности улавливать излучение Солнца в широком спектре, проводить подготовку для ее непосредственного использования и запасать излишки на молекулярном уровне.
Для достижения подобного эффекта было использовано органическое соединение норборнадиен-квадрициклан, отличающееся высокой энергоемкостью, выдающимися показателями тепловыделения и стабильностью при длительном хранении энергии.
Соавтор Хади Гасеми Т. Рэндалл Ли (T. Randall Lee), профессор химии UH, рассказал, что одним из преимуществ устройства является хранение энергии на молекулярном уровне не в форме тепла, которое со временем рассеивается.
Конструкция прибора практически исключает тепловые потери благодаря отсутствию необходимости перемещать энергию по каким-либо трубопроводам или магистралям.В течение дня энергия может накапливаться при температуре до 120 градусов Цельсия в молекулярном накопителе. Ночью при отсутствии солнечного излучения она высвобождается посредством перехода низкоэнергетических молекул в более высокоэнергетические соединения.