|  | 12 января 2016 | Нанотехнологии, Энергетика

Создан материал, способный накапливать солнечную энергию и отдавать ее в виде тепла по мере необходимости

Структура полимерного материал


Исследователи из Массачусетского технологического института разработали новый материал, который представляет собой тонкую прозрачную полимерную пленку, способный накапливать солнечную энергию, получаемую им в течение дня, и отдать ее позже в виде тепла по мере необходимости. За счет малой толщины этот материал может быть нанесен на любые сложные поверхности, в том числе и на поверхность предметов одежды, которые обретут функцию дополнительного подогрева.

При помощи нового материала частично решается известная проблема с солнечной энергией, которая становится недоступной в ночное время или при плохих погодных условиях. В большинстве случаев эта проблема решается путем преобразования солнечной энергии в электрическую и накоплении электрической энергии в аккумуляторных батареях. Внутри нового материала также происходит нечто подобное, только энергия солнечного света преобразуется не в электрическую энергию, а в химическую, которая может сохраняться сколь угодно долгое время и без дополнительных затрат может быть преобразована в тепло.

Ключевым компонентом материала "солнечно-теплового аккумулятора" являются молекулы азобензола, которые могут находиться в одном из двух стабильных состояний, в "заряженном" и "разряженном". Энергия фотонов света возбуждает молекулы этого вещества и заставляет их перейти в "заряженное" состояние, в котором они могут находиться сколь угодно долго. После этого, при воздействии определенной температуры или других факторов, эти молекулы возвращаются в "незаряженное" состояние, отдавая накопленную ими энергию в виде тепла.

Процесс накопления энергии


"Материал "солнечно-теплового аккумулятора" обладает высокой прозрачностью, что позволит использовать его в качестве антиобледенительного средства лобовых стекол автомобилей и летательных аппаратов, там, где техническими нормами запрещено использовать даже очень тонкие нагревательные элементы" - рассказывает Джеффри Гроссман (Jeffrey Grossman), профессор из Массачусетского технологического института, возглавляющий исследовательскую группу.

Прозрачная полимерная пленка может быть без проблем зажата между слоями стекла, так как это делается в автомобильных стеклах. Кроме этого, энергии, накопленной молекулами пленки, достаточно для нагревания поверхности стекла до 10 градусов при температуре окружающей среды в -20 градусов. Такой нагрев обеспечит возникновение тонкого слоя воды между стеклом и образовавшимся на его поверхности льдом и это позволит удалить лед со стекол без малейших затруднений. Следует отметить, что этой возможностью применения нового материала уже заинтересовались некоторые производители автомобилей, в том числе и немецкая компания BMW.

Кроме обычных автомобилей, новый материал может обеспечить большую эффективность электрическим автомобилям, которым не придется тратить дефицитную энергию из аккумуляторных батарей для подогрева стекол с целью предотвращения их обмерзания.




Ключевые слова:
Материал, Полимер, Молекула, Форма, Энергия, Солнечный, Свет, Хранение, Тепло, Стекло, Автомобиль, Лед

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создана "дышащая" батарея, преобразующая солнечный свет в электричество и ...
  • Разработан новый светопоглощающий материал, эффективность которого почти ра ...
  • Новое покрытие позволяет быстро переключить стекло из зеркального в прозрач ...
  • Разработан новый процесс для химического хранения солнечной энергии.
  • Новая полимерная пленка преобразует энергию света прямо в энергию движения.




  • 12 января 2016 10:42
    #1 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 128
    Дуже гарна штука.
    Але одне неясно - чи є можливість забирати з такого акумулятора тільки частину запасеної енергії, чи він після "запуску" віддає відразу всю.
        
    12 января 2016 11:13
    #2 Написал: Pulsar

    Публикаций: 0
    Комментариев: 199
    И почему-то сразу упор на автомобили? В стеклопакетах и теплицах это тоже пригодится.
    Интересно, в течении какого времени будет работать данный тепловой аккумулятор? Если всю накопленную за световой день энергию он отдаст за 10 мин, то тогда да, только для антиобледенительных систем и годится.
        
    12 января 2016 12:37
    #3 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 448
    "... Дуже гарна штука.
    Але одне неясно - чи є можливість забирати з такого акумулятора тільки частину запасеної енергії, чи він після "запуску" віддає відразу всю..."

    А если так? "Дуже практична річ. Одне незрозуміло, «сонячно-тепловий акумулятор» відразу віддає накопичену енергію, чи поступово?"

    Якщо ви уважно прочитали статтю, то повинні були помітити, що сонячна енергія перетворюється не в електричну, а в хімічну. Приблизну кількість накопиченої енергії ви можете розрахувати самостійно: наприклад у зонах з максимальною інтенсивністю сонячного випромінювання на 1 квадратний метр поверхні Землі надходить понад 5 кВт/год сонячної енергії за світловий день. Відкрийте технічні довідники, визначте свій регіон (наприклад Ізраїль) і в таблицях знайдіть: потрібну величину сонячної активності; швидкість протікання хімічної реакції між зазначеними у статті хімічними елементами; фактичну площу плівки, яку плануєте застосовувати у майбутньому; встановлену потужність споживачів та інше… На всяк випадок врахуйте втрати енергії близько вісімнадцяти відсотків. А ось, чому вісімнадцять відсотків, - я чекаю відповідь від вас …

    На этом сайте достаточно высокие требования администрации к грамотному изложению мысли комментатора на русском языке, чем украинский хуже, «Strilec»…?
        
    12 января 2016 13:14
    #4 Написал: Strilec

    Публикаций: 0
    Комментариев: 128
    Джон,
    я після читання трошки прогуглив і вияснилося, що віддача енергії відбувається з допомогою якогось "стартового впливу". Ось тому і виникло у мене моє питання - той стартовий імпульс приведе до повної віддачі запасу чи ні? В нагуглених інфо про цю обставину ні слова.
    А це ж має значення, бо якщо віддача повна, то будуть потрібні всякі конструктивні хитрощі типу розділення акумулятора на достатньо багато окремих частинок.
    А те, на що ви звертаєте мою увагу, що не в електричну, а в хімічну - я, звичайно ж! - помітив. Хоча, коли вже строго, то не зовсім хімічну, склад молекул НЕ міняється, міняється просторова структура.
        
    12 января 2016 15:07
    #5 Написал: Doka

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Кирпич так же неплохо накапливает тепловую энергию..
        
    13 января 2016 14:23
    #6 Написал: DASHA

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Я читала, что Россия осваивать Север собралась! Там такой материал очень пригодился бы везде!
    Strilec,
    Я не учила польский и украинский! А понимаю все как будто откуда- то знаю.
    Просто спокойно читаю и все понятно! ( славянская генетика?)
    Это моя гипотеза.

    Аха! Если меняется простанственная структура, то как тогда забрать тепло?
    Выходит днем раскатываем коврик под солнечный свет, а к ночи коврик в дом заносим и он отдает тепло!
    Если покрыть крышу техники, работающей на Севере, то ночью она не будет остывать? Или нужно накрывать чем то, чтобы тепло не улетало...
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.