Новый материал для длительного хранения тепла
Исследователи из MIT создали аккумуляторную систему, способную сохранять тепловую энергию и, при необходимости, отдавать ее вовне. Это стало возможным благодаря использованию особых материалов со свободным переходом из фазы в фазу (phase change material, PCM). Под воздействием тепла вещество принимает жидкую форму, а когда материал теряет тепловую энергию и охлаждается в достаточной степени, то переходит в твердую фазу.
Как правило, самым большим недостатком PCM является их потребность в полной изоляции, необходимая для удержания энергии и препятствования возвращению в твердую форму. Чтобы решить эту проблему, исследователи MIT объединили PCM с молекулярным «переключателем», который изменяет форму под воздействием света.
Таким образом, после ультрафиолетового облучения материал останется жидким даже в отсутствии тепла. Второй световой импульс побуждает его снова принимать твердую форму и высвобождать тепловую энергию — таким образом, свет выступает в роли регулятора подачи тепла.
«Технически, мы устанавливаем для энергии еще один барьер, которые препятствует ее немедленному рассеиванию», поясняет в пресс-релизе постдоктор MIT Грейс Хан, принимавший участие в проекте.
В настоящее время система способна хранить до 200 джоулей на грамм и выдерживает колебание температуры на 10оС. Она может удерживать запас тепла до 10 часов, и в будущем, согласно ожиданием ученых, будет усовершенствована и адаптирована под производственные нужды.
Этот материал может быть использован для самых разных проектов, но в первую очередь именно он может помочь решить проблему с обогревом в странах с развивающейся экономикой, которым пока недоступна традиционная сеть электроснабжения.
Сама система может не только питаться солнечной энергией, но и впитывать избыточное тепловое излучение во время производственных процессов. Таким образом, ее можно использовать и для экономии на отоплении в городской среде, и в перспективе она обладает большим потенциалом для создания модульной энергетической инфраструктуры, чем электрическая энергосистема. Подобные конструкции будет куда проще восстановить после стихийного бедствия, а в будущем она сможет и вовсе избавить человечество от зависимости от ископаемого топлива.
