Хранение солнечной энергии на молекулярном уровне

25.09.2024

Солнечная энергия играет ключевую роль в переходе на возобновляемые источники энергии. Однако одним из основных вызовов этой технологии остается прерывистость генерации энергии: солнечные панели производят электричество только при наличии солнечного света, а спрос на энергию не всегда совпадает с ее доступностью. Для решения этой проблемы важно разработать эффективные системы накопления энергии, которые могут обеспечить бесперебойное электроснабжение. Недавнее открытие команды ученых из ICREA предлагает перспективное решение: уникальное гибридное устройство, которое объединяет кремниевый солнечный элемент с инновационной системой хранения солнечной тепловой энергии под названием MOST.

MOST (Molecular Solar Thermal Energy Storage) - это технология, основанная на молекулах, способных захватывать и сохранять солнечную энергию для ее последующего использования. В отличие от традиционных батарей, основанных на литии и других редких металлах, молекулы MOST представляют собой органические соединения, которые меняют свою структуру при воздействии ультрафиолетового излучения. Эти молекулы могут эффективно хранить энергию и возвращать ее по мере необходимости, что делает систему более экологичной и устойчивой.

Новое устройство, разработанное командой под руководством профессора Каспера Мот-Поульсена из Барселонской восточной школы инженерии (EEBE), впервые в истории объединило две перспективные технологии: фотоэлектрическую солнечную энергетику и молекулярное хранение тепловой энергии. В результате была создана система, способная не только генерировать электричество с помощью солнечного света, но и эффективно сохранять тепловую энергию для ее использования в дальнейшем. Это открытие установило новый стандарт эффективности в области хранения солнечной энергии и может значительно изменить подходы к ее использованию в будущем.

Фотоэлектрическая технология, превращающая солнечное излучение в электричество, является основой современного использования солнечной энергии. Однако ее эффективность ограничена рядом факторов, включая нагрев солнечных элементов и колебания спроса на энергию. Чем сильнее нагревается солнечная панель, тем меньше энергии она производит, что снижает эффективность и сокращает срок службы фотоэлектрической системы. Система MOST, в свою очередь, помогает решить эту проблему, предлагая способ хранения энергии, не зависящий от температурных колебаний и позволяющий использовать ее в момент, когда это наиболее необходимо.

Одной из ключевых особенностей новой технологии является ее устойчивость. Современные батареи, используемые для накопления энергии, зависят от материалов, добыча и утилизация которых часто связаны с экологическими проблемами. В отличие от них, молекулы MOST безопасны для окружающей среды и могут быть переработаны, что делает их гораздо более устойчивым решением для долгосрочного хранения энергии.

Использование органических молекул в технологии MOST позволяет эффективно сохранять высокоэнергетические фотоны, такие как ультрафиолетовый свет, которые обычно не могут быть преобразованы в электричество стандартными солнечными элементами. Эти молекулы могут накапливать энергию в течение длительного времени и высвобождать ее при необходимости, что делает новую систему не только эффективной, но и надежной. Кроме того, такая технология может стать основой для разработки новых типов устройств, которые смогут обеспечивать стабильное энергоснабжение в самых различных условиях.

Таким образом, гибридное устройство, созданное учеными из ICREA, представляет собой прорыв в области солнечной энергетики и хранения энергии. Его инновационный подход к решению проблем прерывистости генерации и устойчивости материалов может существенно изменить рынок возобновляемых источников энергии. Это открытие не только предлагает новые способы использования солнечного излучения, но и ставит под сомнение необходимость в традиционных батареях, открывая путь к более экологичным и эффективным технологиям.

Разработка подобных гибридных устройств на основе солнечных панелей и молекулярных систем хранения энергии является важным шагом на пути к устойчивому будущему. Совмещение этих технологий не только повышает эффективность использования солнечной энергии, но и предлагает более стабильные и экологичные решения для будущего энергоснабжения.

<< Назад: Насекомые не любят запаха чистого тела 25.09.2024

>> Вперед: Сердцу вредит низкая гравитация в космосе 24.09.2024

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Эстроген для терапии приливов при менопаузе 17.10.2026

Менопауза сопровождается не только прекращением менструаций, но и целым рядом физиологических изменений, которые у некоторых женщин заметно влияют на самочувствие и качество жизни. Одними из наиболее распространенных проявлений становятся так называемые вазомоторные симптомы - прежде всего внезапные приливы жара и ночная потливость. Теперь специалисты Американской коллегии врачей предложили обновленный подход к их лечению, распределив доступные методы на три линии терапии в зависимости от эффективности, надежности доказательств и стоимости. Основное место в новых рекомендациях заняла гормональная терапия эстрогеном. После анализа данных 90 исследований эксперты определили ее как наиболее предпочтительный вариант для пациенток, которым такое лечение не противопоказано. Женщинам с сохраненной маткой рекомендуется сочетание эстрогена с прогестогеном, тогда как после удаления матки может применяться только эстроген. По оценке авторов рекомендаций, такая терапия лучше других рассмотренны ...>>

Печатный сенсорный интерфейс с распознаванием пользователей 17.10.2026

Сенсорные поверхности давно стали привычной частью электроники, однако большинство таких интерфейсов требует достаточно сложной конструкции с электродами, проводниками и специальными чувствительными слоями. Японские инженеры предложили значительно более простой подход: превратить обычный прозрачный лист ПВХ в сенсорную панель при помощи лазерного принтера. При этом нанесенный рисунок способен не только фиксировать движение пальца, но и помогать системе различать пользователей. Разработкой занималась команда Технологического института Сибаура. Создание интерфейса сводится к нанесению тонером специального узора непосредственно на пластиковый лист. В отличие от традиционных сенсорных панелей, внутри такой поверхности не требуется размещать электроды или прокладывать провода. Регистрация возникающих сигналов и их последующая интерпретация выполняются отдельной электронной системой. В основе технологии лежит трибоэлектрический эффект - возникновение электрического заряда при контакте ...>>

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Случайная новость из Архива Электрический ветряк в небе 07.11.2007 На больших высотах ветер всегда сильнее и дует более устойчиво, чем на уровне земли. Заманчиво было бы использовать энергию этих воздушных потоков. Между тем самый высокий из существующих ветро-электрогенераторов установлен на башне высотой всего чуть более 200 метров. Несколько лет назад австралийский ученый Брайан Роберте предложил установить крыльчатку ветродвигателя на воздушном змее, запущенном на достаточно большую высоту. Первые опыты оказались удачными, а сейчас воплотить идею Робертса в крупном масштабе намерена одна из калифорнийских фирм. Аппарат, проектируемый американцами, похож на гибрид воздушного змея с вертолетом. Он должен запускаться на высоту более пяти километров, причем, если у земли в момент запуска не окажется достаточно сильного ветра, можно подать электричество на кабель, связывающий "змей" с землей, и его роторы, вращаясь, поднимут аппарат до того уровня, где дует сильный ветер. А там они начнут вращаться под ветром, давая энергию. Проектируемый генератор мощностью 240 киловатт должен иметь четыре ротора диаметром по 10 метров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026