Молекулярная солнечная батарея хранит энергию солнца годами

16.05.2026

Ученые давно ищут эффективные способы сохранять солнечную энергию на длительное время, чтобы использовать ее ночью или в пасмурную погоду. Команда исследователей из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре под руководством профессора Грейс Хан представила перспективную технологию Molecular Solar Thermal (MOST) - молекулярный накопитель энергии, который способен поглощать солнечный свет, сохранять его в химических связях и высвобождать в виде тепла даже спустя месяцы или годы.

Основой разработки стала специально модифицированная органическая молекула пиримидона. Она работает по принципу, похожему на фотохромные очки: под действием солнечного света молекула переходит в высокоэнергетическое "напряженное" состояние и остается в нем до тех пор, пока не получит сигнал к высвобождению энергии. Ведущий автор исследования, докторант Хан Нгуен, объясняет, что ученые стремились создать максимально компактную и легкую молекулу, убрав из структуры все лишнее.

Вдохновением для создания послужила структура ДНК. Пиримидон напоминает один из ее компонентов, способный обратимо менять форму под воздействием ультрафиолета. Благодаря компьютерному моделированию, проведенному совместно с профессором Кеном Гоуком, исследователи смогли понять, почему новая молекула сохраняет энергию так стабильно и без значительных потерь в течение длительного времени.

В отличие от обычных солнечных панелей, которые сразу преобразуют свет в электричество, эта система накапливает энергию химически. Молекула может хранить солнечную энергию практически неограниченное время, пока не будет активирована теплом или катализатором. По словам Хан Нгуена, материал способен запасать более 1,6 мегаджоуля энергии на килограмм - это почти в два раза больше, чем у современных литий-ионных аккумуляторов (около 0,9 МДж/кг).

Одним из самых ярких демонстрационных экспериментов стало кипячение воды при комнатной температуре за счет высвобожденного тепла. "Кипячение воды - очень энергоемкий процесс. Тот факт, что мы можем сделать это в обычных условиях, - большое достижение", - отметил Хан Нгуен.

Соавтор исследования, докторант Бенджамин Бейкер, подчеркивает главное преимущество технологии: в отличие от солнечных панелей, которым нужны дополнительные батареи для хранения энергии, в молекулярной системе сам материал выступает и коллектором, и накопителем одновременно.

В перспективе такая разработка может найти применение в автономных системах отопления, туристическом снаряжении, нагреве воды для бытовых нужд и даже в промышленных процессах. Растворимость молекулы в воде открывает возможность создавать циркулирующие жидкости, которые днем будут заряжаться от солнца в коллекторах, а ночью отдавать накопленное тепло.

<< Назад: Фитогель с куркумином облегчает боли при остеоартрите 16.05.2026

>> Вперед: Бобры как природные хранилища углерода 15.05.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Новая технология охлаждения вещей с помощью ионов 27.07.2023 Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского университета в Беркли (США) представили инновационный метод охлаждения, который базируется на фазовых изменениях материалов и использует принципы сохранения и высвобождения энергии. Этот метод открывает потенциал для эффективного и устойчивого охлаждения, применимого как в бытовых условиях, так и в промышленности. Исследование сосредотачивается на использовании эффекта фазовых изменений, таких как переход твердого льда в жидкую воду, для создания охлаждающего эффекта. При повышении температуры, чтобы вызвать таяние льда, тепло поглощается из окружающей среды, что приводит к эффективному охлаждению. Один из способов активировать фазовое изменение - добавить ионы или заряженные частицы. Это может быть реализовано, например, через посыпание дорог солью для предотвращения образования льда. Исследователи предложили ионокалорический цикл, основанный на этом принципе, который может эффективно конкурировать с существующими хладагентами. Моделирование ионокалорического цикла и эксперименты с использованием соли показали перспективу этой методики. Путем изменения температуры плавления материала путем воздействия тока, исследователи добились сдвига температуры на значительные значения. Так, применяя менее одного вольта заряда, удалось достичь сдвига температуры на 25 градусов по Цельсию. Эта новая технология обладает потенциалом заменить существующие системы охлаждения, такие как сжатие пара, которые зависят от газов с высоким потенциалом глобального потепления. Такие методы становятся особенно актуальными в контексте международных соглашений, направленных на снижение выбросов вредных веществ. Следующим этапом для исследователей станет перевод полученных результатов из лаборатории в практические коммерческие системы. Успешная реализация этой технологии может значительно повлиять на будущее систем отопления и охлаждения, превращая их в более эффективные и экологически чистые процессы.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026