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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Новая акация 10.09.2009 Ботаники ежегодно открывают более 2300 видов цветковых растений, но чтобы вдруг нашлось ранее не известное довольно большое дерево, к тому же распространенное на площади более 10 тысяч квадратных километров, - это редкий случай. Шведская экспедиция нашла в Огадене (область в Эфиопии) заросли нового вида акации. Это дерево высотой до шести метров, в сухой сезон цветущее розовыми цветками со сладким ароматом. Обнаружить раньше новый вид растений мешали постоянные военные действия в этом районе Эфиопии, оспариваемом Сомали.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025