Розроблено новий процес для хімічного зберігання сонячної енергії.
Сонячні батареї, які використовуються зараз для перетворення енергії променів Сонця в електричну енергію, стають з кожним днем все ефективніше і ефективніше. Але ефективне зберігання отриманої електроенергії для подальшого використання як було, так і залишається проблемою, над вирішенням якої б'ються багато групи дослідників. У більшості випадків отримана енергія використовується для заряду акумуляторних батарей, які мають властивість самостійно розряджатися з часом, тому деякі вчені дивляться в бік термохімічних методів збереження сонячної енергії. У минулому році вчені з Массачусетського технологічного інституту виявили, що хімічна сполука фульвален-тетракарбонилдирутений (fulvalene diruthenium), який є досить ефективним енергоносієм. На жаль, рутеній, метал з групи платини, який міститься в цьому з'єднанні, досить рідкісний і доріг. Зовсім нещодавно ті ж самі вчені створили новий матеріал для зберігання сонячної енергії, якій, крім того, що він дешевший, може зберігати більше енергії.
Переваги термохімічних методів зберігання енергії полягають у тому, що отримані хімікати можуть зберігатися протягом як завгодно тривалого часу абсолютно без втрат енергії, в них ув'язненої. Є й інші хімічні сполуки, не містять рутенія, здатні зберігати сонячну енергію, але якість їх функціонування значно знижується лише після декількох циклів зберігання.
Професор Массачусетського технологічного інституту Джеффрі Гроссман (Jeffrey Grossman), який очолював дослідження в минулому році, спільно з аспірантом Алексі Колпэк (Alexie Kolpak), розробили більш перспективний речовина для термохімічного зберігання сонячної енергії. Вони об'єднали вуглецеві нанотрубки з складовим азобензолом, отримавши в результаті хімічних перетворень препарат, більш дешевий, ніж фульвален-тетракарбонилдирутений і має у 10 тисяч разів більшу щільність збереженої енергії на одиницю об'єму.
Структура молекули отриманого з'єднання, завдяки наявності вуглецевої нанотрубки, являє собою распрямленные молекули азобензола, що відходять від нанотрубки, подібно гілкам дерева. Після того, як молекула речовини потрапляє під вплив фотонів світла, відбуваються зміни структури молекули, яка починає стискуватися як пружина. У такому стислому стані молекула може перебувати скільки завгодно довгий час. Під впливом спеціального каталізатора і при певній температурі молекула починає повертатися до своєї первісної форми, виділяючи надлишки енергії у вигляді тепла. Це тепло може використовуватися безпосередньо в системах опалення або може використовуватися для отримання електроенергії. Після того, як молекули речовини віддадуть всю накопичену енергію, вони знову готові до повторення циклу.
"У нас тепер є матеріал, який одночасно перетворює і зберігає сонячну енергію", - говорить професор Гроссман. - "Він з часом не втрачає своїх унікальних властивостей, він не токсичний і досить дешевий у виробництві". Результати цих досліджень були опубліковані в останньому випуску журналу Nano Letters.