Ученые уже несколько лет занимаются созданием новой молекулы, из которой и будет состоять новое топливо. Молекула состоит из углерода, водорода и азота. Когда она попадает под солнечный свет, связи между атомами начинают перегруппировываться, превращая ее в изомер. Благодаря изменению связей между атомами солнечная энергия может долго храниться в молекуле — до 20 лет.
Когда пользователю необходима энергия, например, в ночное время, жидкость просто вытягивается через катализатор, который возвращает молекулу в ее первоначальную форму, высвобождая энергию в виде тепла.
«Гелиотермальное топливо подобно перезаряжаемой батарее, но вместо электрического заряда вы наполняете ее теплом солнечного света и расходуете его по мере необходимости», - поясняет Джеффри Гроссман, соавтор исследования, проводимого совместно со специалистами MIT.
«Солнечная жидкость» – это синтетическая молекула норборнадиена, состоящая из углерод-водорода и азота и находящаяся в жидкой форме. При нагреве солнечными лучами связи между атомами в молекуле перестраиваются, и она превращается заряженный изомер. Энергия солнца остается в сетях новых связей даже тогда, когда молекула остывает до комнатной температуры, а при прохождении через катализатор связи между химическими элементами возвращаются в исходное состояние, выпуская энергию в форме тепла. Как заявляют ученые, уловленная изомером солнечная энергия может сохраняться в батарее на протяжении восемнадцати лет.
Система работает по циркуляционной схеме: закачанный в прозрачные трубки норборнадиен нагревается собранным в «тарелку» солнечным светом и превращается в изомер квадрициклан, который можно хранить при комнатной температуре годами с минимальными потерями накопленного тепла. Пропущенный через катализатор квадрициклан возвращается в форму норборнадиена, сопровождая реакцию выделением тепла на уровне +63° С.
Прототип подобного аккумулятора, установленный на крыше MIT, привлек внимание огромного количества инвесторов. В рамках тестирования исследователи провели через цикл сбора, сохранения и использования солнечной энергии с помощью жидкого топлива более 125 раз. Оказалось, что без повреждения молекул батарея может выдавать 250 Вт — это в два раза больше, чем в батареях от Tesla.
Согласно данным исследователей, гелиотермальное топливо способно хранить до 250 Вт*ч на 1 кг массы – это в два раза больше, чем у домашних аккумуляторов Tesla Powerwall. А отработанная жидкость легко перезаряжается (уже есть данные о 125 циклах перезарядки без деградации) или может храниться открытым способом без потери своих свойств.
Но у нового способа хранения энергии есть определенный потенциал, которые еще предстоит раскрыть. Полная отладка процесса, полагают исследователи, обеспечит дополнительное тепло системе и позволит получит температуру до 110° С. Если все пойдет так, как планируют ученые, технология станет доступной для коммерческого использования в течение 10 лет.
Ранее ЭлектроВести писали, что группа шведских ученых из Технического университета Чалмерса в Гетеборге создали уникальную молекулу, которая может «сохранять энергию солнца на протяжении 18 лет». Ученые использовали молекулу в системе, получившей название Молекулярное хранилище солнечной энергии (MOST).
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber