Хіміки з Каліфорнійського університету у Санта-Барбарі створили рідку батарею на основі нового матеріалу, що вловлює сонячне світло та зберігає його у вигляді тепла.
Читайте также: Популярні менеджери паролів “брешуть”, що не бачать ваших сховищ: експеримент
Матеріал створений на основі органічної молекули піримідон, що вловлює та зберігає сонячне світло через хімічні зв’язки, а потім вивільняє за потреби у вигляді тепла. Структура молекули подібна до компонента ДНК. Під дією ультрафіолетового світла вона зазнає зворотних структурних змін.
“Уявіть собі фотохромні сонцезахисні окуляри. У приміщенні лінзи прозорі. Ви виходите на сонце, і вони самі темніють. Поверніться в приміщення, і лінзи знову стануть прозорими. Нас цікавить саме така оборотна зміна. Тільки замість зміни кольору ми хочемо використовувати ту ж ідею для зберігання енергії, вивільнення її при необхідності і багаторазового повторного використання матеріалу”, — пояснює один з авторів дослідження Хан Нгуєн.
Вчені синтетично модифікували структуру компонента ДНК, створивши піримідон. У співпраці з Кеном Хоуком, видатним професором-дослідником з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, вони використовували комп’ютерне моделювання, щоб зрозуміти, чому молекула здатна накопичувати енергію і залишатися стабільною протягом багатьох років, не втрачаючи накопичену енергію.
“Ми надали пріоритет створенню легкої та компактної молекули. У цьому проєкті ми прибрали все непотрібне. Все, що було зайвим, ми видалили, щоб зробити молекулу максимально компактною”, — додає Хан Нгуєн.
Читайте также: Сисадмін просвердлив SSD, щоб знищити дані: плата вижила, а конфіденційна інформація “втекла” до
Молекула діє за принципом механічної пружини. Під впливом сонячного світла вона скручується, вловлюючи сонячну енергію. Вона зберігає цю форму, поки невелика кількість тепла або каталізатор не змусять її вивільнити накопичену енергію. Піримідон має щільність енергії у понад 1,6 МДж/кг. Це майже вдвічі більше, ніж в стандартної Li-ion батареї, в якої щільність складає 0,9 МДж/кг.
За результатами дослідження було продемонстровано, що тепло, яке виділяє матеріал, достатньо інтенсивне, щоб скип’ятити воду. Ця технологія може бути застосована як система автономного опалення будинків. Оскільки матеріал розчинний у воді, його потенційно можна буде прокачувати через встановлені на дахах сонячні колектори для зарядки протягом дня і зберігати в резервуарах для забезпечення теплом вночі.
Ми писали, що вчені розробляють “зворотні” сонячні панелі із зарядкою вночі. Водночас Іспанські дослідники з Університету Країни Басків (EHU) продемонстрували здатність інноваційних матеріалів, таких як наноголки, поглинати до 99,5% сонячного світла.
Результати дослідження опубліковані у журналі Science
Джерело: UCSB
Читайте также: За прикладом Face ID: Google створює нову технологію розблокування обличчям для Pixel та Chromebook
