На протяжении десятилетий ученые искали доступный и эффективный способ захвата, хранения и высвобождения солнечной энергии. Исследователи в Швеции говорят, что у них есть решение, которое позволит использовать энергию солнечных лучей в различных потребительских приложениях — нагревать все, от домов до транспортных средств.
Ученые из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге выяснили, как использовать энергию и держать ее в резерве, чтобы она могла высвобождаться по требованию в виде тепла — даже спустя десятилетия после того, как она была захвачена. Инновации включают в себя молекулу улавливания энергии, систему хранения, которая обещает превзойти традиционные батареи, по крайней мере, когда дело доходит до отопления, и энергосберегающее слоистое покрытие, которое может быть применено к окнам и текстилю. Прорывы, сделанные командой, возглавляемой исследователем Каспером Мот-Поульсеном, получили высокую оценку в научном сообществе. Теперь время покажет: может ли Мот-Поульсен заставить инвесторов поддержать его технологию и вывести ее на рынок.
Система начинается с жидкой молекулы, состоящей из углерода, водорода и азота. При попадании солнечного света молекула втягивает солнечную энергию и удерживает ее до тех пор, пока катализатор не вызовет ее высвобождение в виде тепла. Исследователи потратили почти десять лет и 2,5 миллиона долларов на создание специализированного накопителя, который, по словам 40-летнего профессора кафедры химии и химической инженерии Мот-Поульсена, имеет стабильность, чтобы пережить 5-10-летний срок службы типичных литий-ионных батарей на рынке сегодня.
Наиболее перспективным потенциальным коммерческим использованием, разработанным командой, является прозрачное покрытие, которое может быть нанесено на окна дома, движущийся автомобиль или даже одежду. Покрытие собирает солнечную энергию и выделяет тепло, уменьшая электроэнергию, необходимую для обогрева помещений и сдерживая выбросы углерода. Мот-Поульсен покрыл все здание в кампусе, чтобы продемонстрировать технологию.
Неизвестность заключается в том, может ли система производить электричество. В то время как Мот-Поульсен считает, что потенциал существует, его команда сосредоточена на нагреве. Его исследовательская группа — одна из примерно 15 попыток решить проблему изменения климата с помощью молекулярных тепловых солнечных систем. Отчасти их мотивирует Парижское соглашение, которое обязывает подписавших его участников продолжать усилия по ограничению глобального потепления до 1,5 С (2,7 F).
Мот-Поульсен планирует создать компанию, которая будет продвигать технологию, и говорит, что он ведет переговоры с венчурными инвесторами. Блок хранения может быть коммерчески доступен всего за шесть лет, а покрытие — за три, в ожидании дополнительного финансирования в размере 5 миллионов долларов, которое, по его оценкам, потребуется для вывода покрытия на рынок. В мае он получил премию Арнбергской Королевской Шведской академии наук за свои проекты в области солнечной энергетики.
Профессор не имеет точных оценок затрат на технологию, но знает, что она должна быть доступной. Одним из преимуществ стоимости является то, что система не нуждается в каких-либо редких или дорогих элементах. Джеффри Гроссман, профессор кафедры материаловедения и инженерии Массачусетского технологического института, который также разрабатывает молекулы для хранения энергии, называет работу команды университета Чалмерса «решающей, если мы хотим, чтобы этот подход к хранению энергии был коммерциализирован».
Петер Шоссиг, который руководит Институтом солнечных энергетических систем Фраунгофера во Фрайбурге, Германия, говорит, что он хочет помочь превратить исследования шведской команды в продукт.
