Солнечная энергия относится к переменным возобновляемым источникам, поскольку по большей части она работает только тогда, когда светит солнце. Но технология борьбы с этим недостатком разрабатывается быстрыми темпами.
РЕКЛАМАЭлектроника на солнечных батареях стала на шаг ближе к тому, чтобы стать повседневной частью нашей жизни благодаря "радикально новому" научному прорыву.
В 2017 году ученые из шведского университета создали энергетическую систему, которая позволяет улавливать и хранить солнечную энергию в течение 18 лет, выделяя ее в виде тепла, когда это необходимо.
Теперь исследователям удалось заставить систему вырабатывать электричество, подключив ее к термоэлектрическому генератору. Хотя концепция, разработанная в Технологическом университете Чалмерса в Гетеборге, пока находится на ранней стадии, она может проложить путь к созданию самозаряжающейся электроники, использующей накопленную солнечную энергию по требованию.
"Это принципиально новый способ получения электричества из солнечной энергии. Это означает, что мы можем использовать солнечную энергию для производства электричества независимо от погоды, времени суток, сезона или географического положения", - объясняет руководитель исследования Каспер Мот-Поулсен, профессор кафедры химии и химического машиностроения Технологического университета Чалмерса.
"Я очень рад этой работе, - добавляет он. - Мы надеемся, что при дальнейшем развитии это станет важной частью будущей энергетической системы".
Как можно хранить солнечную энергию?
Солнечная энергия относится к переменным возобновляемым источникам, поскольку по большей части она работает только тогда, когда светит солнце. Но технология борьбы с этим широко обсуждаемым недостатком разрабатывается быстрыми темпами.
Солнечные панели делают, например, из отходов сельскохозяйственных культур, которые поглощают ультрафиолетовый свет даже в пасмурные дни. Кроме того были созданы "ночные солнечные панели", которые работают даже после захода солнца.
Долгосрочное хранение вырабатываемой ими энергии - это другой вопрос. Солнечная энергетическая система, созданная в Чалмерсе в 2017 году, известна под названием "MOST": Молекулярные системы хранения солнечной тепловой энергии.
В основе технологии лежит специально разработанная молекула из углерода, водорода и азота, которая меняет форму при контакте с солнечным светом.
Она превращается в "богатый энергией изомер" - молекулу, состоящую из тех же атомов, но расположенных по-другому. Затем изомер можно хранить в жидкой форме для последующего использования в случае необходимости, например, ночью или зимой.
Катализатор высвобождает сохраненную энергию в виде тепла и возвращает молекулу в ее первоначальную форму, готовую к повторному использованию.
С годами исследователи усовершенствовали систему до такой степени, что теперь можно хранить энергию в течение невероятных 18 лет.
Ультратонкий чип превращает накопленную солнечную энергию в электричество
Как подробно описано в новом исследовании, опубликованном в журнале Cell Reports Physical Science в прошлом месяце, эта модель была усовершенствована.
Шведские исследователи отправили свою уникальную молекулу, заряженную солнечной энергией, коллегам из Шанхайского университета Цзяо Тун. Там энергия была высвобождена и преобразована в электричество с помощью разработанного ими генератора.
По сути, шведский солнечный свет был отправлен на другой конец планеты и преобразован в электричество в Китае.
"Генератор представляет собой ультратонкий чип, который может быть интегрирован в электронику, такую как наушники, умные часы и телефоны, - говорит исследователь Чжихан Ванг из Технологического университета Чалмерса. - До сих пор мы вырабатывали лишь небольшое количество электроэнергии, но новые результаты показывают, что концепция действительно работает. Это выглядит очень многообещающе".
Потенциально это устройство может заменить батареи и солнечные элементы, что позволит нам более эффективно использовать богатую солнечную энергию.
Аккумулированная солнечная энергия: способ производства электроэнергии без использования ископаемых и выбросов
Прелесть этой замкнутой, круговой системы в том, что она работает без выбросов CO2, а значит, имеет большой потенциал для использования возобновляемых источников энергии.
РЕКЛАМАПоследний доклад Межправительственной группы экспертов ООН по изменению климата (МГЭИК) со всей очевидностью показывает, что для обеспечения безопасного будущего климата нам необходимо наращивать использование возобновляемых источников энергии и отказываться от ископаемых видов топлива гораздо быстрее.
Хотя подобные значительные достижения в области солнечной энергии дают повод для надежды, ученые предупреждают, что потребуется время, чтобы эта технология стала неотъемлемой частью нашей жизни. Предстоит еще много исследований и разработок, прежде чем мы сможем заряжать наши гаджеты или обогревать дома с помощью накопленной системой солнечной энергии, отмечают они.
"Вместе с различными исследовательскими группами, участвующими в проекте, мы сейчас работаем над рационализацией системы, - говорит Мот-Поулсен. - Количество электроэнергии или тепла, которое она может извлекать, должно быть увеличено".
Он добавляет, что, несмотря на то, что система основана на простых материалах, ее необходимо адаптировать, чтобы ее производство было экономически эффективным, прежде чем она будет запущена в широкое производство.