Ученые нашли способ хранить солнечную энергию для дальнейшего использования

Поделиться



Исследовательская группа из Швеции разрабатывает новую концепцию, которая позволит людям получать, хранить и использовать солнечную энергию по мере потребностей. Хранение солнечной энергии оказалось невероятно сложным, но команда из Технологического университета Чалмерса в Гетеборге пытается использовать искусственные молекулы для преодоления этого ограничения.





Группа ученых показала, что можно преобразовать солнечную энергию непосредственно в энергию, хранящуюся в связях химической жидкости, так называемую молекулярную солнечную тепловую систему.

Жидкий химикат позволяет хранить и транспортировать накопленную солнечную энергию и выпускать ее когда нужно с полным восстановлением среды хранения.





— То, что мы пытаемся сделать, это создать молекулы или материалы, которые могут улавливать энергию солнца, а затем накапливать энергию, когда это необходимо, и затем извлекать энергию по требованию, — сказал профессор Каспер Мот-Поулсен, возглавляющий исследовательскую группу.

Но одна из проблем заключается в том, что нужно улучшить поглощение солнечной энергии молекулой, чтобы использовать как можно больше солнечного света.

При проектировании новых молекул ученые начинают изучение свойств существующей молекулы, чтобы увидеть, как она работает, и переконструировать ее для образования соединения с улучшенными свойствами.

Когда они находят многообещающий состав, они берут его в лабораторию, чтобы попытаться синтезировать его перед испытаниями и посмотреть, работает ли он в реальных условиях солнечного облучения.





 

— Молекула, которую мы создаем, поглощает солнечный свет, затем солнечный свет превращает молекулу в другую молекулу, так называемый изомер. И этот изомер стабилен все время, поэтому мы можем оставлять его в резервуаре для хранения, а затем, когда нужна энергия, мы можем ее вернуть, запускаем нашу молекулу (восстановленную молекулу), чтобы высвободить энергию в виде тепла, а затем мы восстановим нашу исходную молекулу, — пояснил Мот-Поулсен.

Главная особенность заключается в том, что было бы возможно повторно использовать одни и те же молекулы снова и снова.

Мот-Поулсен отметил, что три года назад его команда смогла преобразовать 0,01% солнечной энергии в запасенную энергию в химических связях. Со временем им удалось повысить коэффициент конверсии до 1,1% и хотят увеличить его еще. Ученые надеются достичь 10% КПД в ближайшие годы, что сделает технологию более жизнеспособной в финансовом плане. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/uchenye-nashli-sposob-khranit-solnechnuyu-energiyu-dlya-dalnejshego-ispolzovaniya/

Создан диод из одной молекулы

Поделиться



Ученые Университета Барселоны разработали диод, состоящий из единственной молекулы размером 1 нм с высоким коэффициентом выпрямления тока.





Современные технологии подошли к физическому пределу в уменьшении электронных компонентов. По словам Исмаэля Диеса-Переса, руководителя проекта по созданию миниатюрного диода, «для того чтобы перейти на следующий уровень миниатюризации, нам придется использовать в качестве активных компонентов цепи отдельные молекулы».

Ученые, опубликовавшие результаты своих исследований в журнале Nature Communications, использовали органические молекулы, зажатые между двумя наноэлектродами, соединенными в единую цепь длиной не более 1 нм. Получившийся диод из одной молекулы превосходит остальные по миниатюрности и по яркости. «Такой подход позволяет собирать тысячи миллиардов диодов на крошечном кремниевом чипе», — уверяет Диес-Перес.





Изобретение испанских ученых, как и любой диод, позволяет току двигаться в одном направлении, при этом коэффициент выпрямления тока превосходит 4000 при использовании низколегированного кремния. Такие показатели сравнимы по эффективности с современными диодами гораздо более крупных размеров.

Сейчас команда ученых работает над достижением еще более высоких коэффициентов выпрямления тока и повышением срока жизни этих мономолекулярных цепей, что приближает нас к разработке мономолекулярных устройств.

Жесткий диск, которому для хранения информации достаточно одного атома, разработала недавно компания IBM. Благодаря этой технологии можно сохранить всю музыкальную коллекцию iTunes (35 млн песен) на диске размером с кредитную карту. Правда, до практического применения такой технологии еще далеко — системе требуется туннельный электронный микроскоп, охлаждаемый азотом, и вакуум. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //hightech.fm/2017/04/27/single-molecule-diode

Способ производства 10 тераватт энергии от солнечного света уже к 2030 году

Поделиться



Годовой потенциал солнечной энергии намного превышает ежегодное потребление энергии во всем мире, но, к сожалению, добиться получения всей ее энергии пока невозможно.

Ученые из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США и их коллеги из аналогичных институтов в Японии и Германии вместе с исследователями из университетов и промышленной сферы оценили возможности фотоэнергетики и оценили потенциальный мировой путь производства электричества за счет Солнца в научной статье Terawatt-Scale Photovoltaics: Trajectories and Challenges.





57 экспертов встретились в Германии в марте 2016 года на собрании Глобального альянса исследовательских институтов солнечной энергетики (GA-SERI), где они обсудили, какие политические инициативы и технологические достижения необходимы для поддержки и роста использования солнечной энергии в ближайшие 20 лет.

Основное внимание было приковано к разработке крупномасштабных технологий хранения, которые могли бы конкурировать с гидроэнергетикой.





Находящаяся в Дублине компания Gaelectric получила 90 млн евро поддержки от Европейского Союза на проект по разработке системы хранения энергии на сжатом воздухе (CAES), который должен быть построен в Ларне, восточном Антриме, на северном ирландском побережье.

Проект Larne CAES, который должен быть завершен в 2022 году, будет генерировать до 330 МВт энергии в течение 6 часов. Будучи разработанным совместно с компанией Dresser-Rand, он будет хранить сжатый воздух в двух пещерах, расположенных в солевых отложениях под землей. При необходимости воздух будет повторно нагреваться с использованием природного газа и, при расширении, приводить в движение турбину.

Ископаемое топливо не вечно. Возобновляемые источники энергии — солнце, ветер, биомасса, гидроэнергетика и другие — будут существовать до тех пор, пока мы живем и даже после. Именно поэтом исследователи так сосредоточены на развитии альтернативных источников электричества. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //solarpanels.com.ua/news/priduman-sposob-proizvodstva-10-teravatt-energii-ot-solnechnogo-sveta-uzhe-k-2030-godu/

Домашние аккумуляторы LG могут потеснить Tesla

Поделиться



Производитель литий-ионных батарей LG Chem официально запустил продажи домашних аккумуляторов. Пока только в Северной Америке и только через поставщиков систем генерации и хранения возобновляемой энергии. Компанию Илона Маска с ее Powerwall активно догоняют конкуренты.





В линейку домашних батарей от LG вошли разнообразные устройства переменного и постоянного тока вместимостью до 9,8 кВт*ч. Системы могут работать в двух режимах: с низким напряжением в 48 В и с высоким — в 400 В. Последний режим доступен только для версий на 7 и 9,8 кВт*ч. Все это регулируется инверторами. В отличие от той же системы Powerwall к LG подходят инверторы сторонних производителей.

В пресс-релизе LG Chem говорится, что устройства совместимы и с другими системами хранения энергии. Аккумуляторы будут распространяться через ведущих поставщиков систем возобновляемой энергии. Компания планирует распространять через них продукцию по всем штатам США. 





Цена на аккумуляторы LG пока неизвестна, но вот, что предлагают конкуренты. Tesla Powerwall на 6,4 кВт*ч стоит $3000, без инвертора. Немецкая компания Sonnen предлагает аккумулятор eco compact. Он рассчитан на 4 кВт*ч и стоит $5950. В стоимость входит инвертор и система управления энергией. При этом емкость аккумулятора может быть увеличена до 16 кВт*ч.

Уже успели появиться и экзотические концепты домашних систем хранения электроэнергии. Австрийский инженер собрал электрический мотоцикл с дальностью пробега на одной зарядке до 300 км, но это не единственное его достоинство. Мотоцикл также можно использовать как домашний аккумулятор. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //hightech.fm/2017/04/24/lg_chem

Hydrostor — система хранения энергии на основе сжатого воздуха

Поделиться



Канадская компания Hydrostor разработала новую систему хранения энергии на основе сжатого воздуха, которая дешевле литий-ионных аккумуляторных батарей, а также не использует природный газ, как это делают другие системы такого типа.

Система Hydrostor Terra, разработанная компанией Hydrostor, использует излишки энергии, вырабатываемой на электростанциях, для сжатия воздуха, который затем отправляется на хранение во вместилище под землей. Тепло, полученное в результате этого сжатия, тоже аккумулируется.





В пиковые часы энергопотребления, когда требуется снова получить энергию из хранилища, сжатый воздух поднимают на поверхность и нагревают при помощи собранного ранее тепла. Горячий воздух вращает турбину, благодаря чему вырабатывается электричество.

Сам по себе принцип хранения энергии в виде сжатого воздуха не представляет собой ничего нового, однако обычно системы такого типа используют для нагревания воздуха природный газ, который снижает общую эффективность метода и приводит к выбросам углекислого газа.

Представители компании Hydrostor утверждают, что эффективность их системы хранения энергии составляет порядка 60%. Эффективность компрессионных систем с использованием природного газа, по данным Ассоциации хранения энергии, находится в диапазоне от 42 до 54%.





На данный момент в мире существует только одна система Hydrostor Terra, подключенная к электростанции: она была установлена на островах Торонто в 2015 году и обладает мощностью в 0,7 МВт. Компания сейчас также устанавливает систему в городе Годерич в канадской провинции Онтарио, мощность которой составит 1,75 МВт.

Стоимость такой системы c полной установкой составляет от $1000 до $2000 за киловатт. Это дешевле, чем установка литий-ионной системы хранения энергии Powerpack 2, которая была представлена компанией Tesla осенью прошлого года. Финальная стоимость Powerpack 2 составляет $162 000, или $1620 за киловатт. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: //hightech.fm/2017/04/13/hydrostor

В Неваде может начаться «литиевая лихорадка»

Поделиться



Крупнейшие месторождения мира не справляются с растущим спросом на литий. Штат Невада, единственное место в Северной Америке, где его добывают, может снова стать местом лихорадки, но на этот раз не золотой, а литиевой.





мБольшая часть лития добывается в Аргентине, Чили, Австралии и Китае. Крупнейшие поставщики безуспешно пытаются удовлетворить растущий спрос, но литий продолжает дорожать. Поэтому старатели начали обращать внимание на Неваду, в частности, на подземные воды долины Клейтон в штате Невада, богатые растворенным литием. Они надеются пробурить скважины, выкачать богатую на этот металл воду и выпарить ее в специальных водоемах, оставив литиевую соль, которая так всем нужна.

Как сообщает Bloomberg, минимум 6 стартапов недавно купили или взяли в аренду кусок земли в долине Клейтон, неподалеку от города Голдфилд, пережившего в начале XX века расцвет благодаря золотой лихорадке. Вот только, в отличие от добычи лития из руды, выпаривание — сложный химический процесс, и если что-то пойдет не так, то получившиеся кристаллы никто не купит.





Однако, если эти сложности будут преодолены, штат Невада снова станет источником ценного для экономики металла, более полезного, чем золото. 

Почти ежедневно в новостях появляются сообщения о разработках новых технологий хранения энергии. В Германии строят гидроаккумулятор, в Британии — криогенное хранилище, в Стэнфорде научились использовать дешевую мочевину. Однако, литий-ионные аккумуляторы все еще остаются самыми эффективными по совокупности качеств. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/04/01/lithium-nevada

Эффективный способ хранения солнечной энергии в жидкости

Поделиться



Ученые из Швеции продемонстрировали эффективное хранение солнечной энергии в химической жидкости. Накопленную энергию можно транспортировать и затем высвобождать в виде тепла, когда это необходимо.

Солнце считается источником энергии будущего. Но одна из проблем заключается в том, что трудно сохранять солнечную энергию и поставлять ее «по требованию».




Группа ученых из технологического университета Чалмерса в Гетеборге, Швеция, показала, что вполне возможно преобразовать солнечную энергию непосредственно в энергию, запасенную в химической жидкости — так называемую молекулярную гелиоустановку. Химическая жидкость позволяет хранить и транспортировать хранить солнечную энергию и высвобождать ее по требованию, с полным восстановлением носителя. Процесс основан на органической смеси норборнадиена, которая под воздействием света превращается в квадрициклан.

«Метод означает, что мы можем хранить солнечную энергию в химических связях с последующим высвобождением энергии в виде тепла, когда нам это нужно», — говорит профессор Каспер Мот-Поулсен, который возглавляет исследовательскую группу. Сочетание химических накопителей энергии с подогревающими воду солнечными батареями позволяет конверсировать более 80% поступающего солнечного света.





Исследовательский проект был начат более шести лет назад, и в 2013 году прошла первая концептуальная демонстрация. Тогда эффективность преобразования солнечной энергии составляла всего 0,01%, и использовался дорогостоящий элемент рутений. Теперь, спустя четыре года, система сохраняет 1,1% входящего солнечного света в качестве скрытой химической энергии. Кроме того, рутений был заменен значительно более дешевыми углеродными элементами.



«Мы увидели возможность разработать молекулы, которые делают процесс гораздо более эффективным», — говорит Мот-Поулсен. «В то же время мы демонстрируем надежную систему, которая может поддерживать более чем 140 циклов накопления и отдачи энергии с незначительной деградацией». опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology

Угольную шахту в Германии превратят в систему хранения энергии

Поделиться



Крупнейшая угольная шахта Германии, которая почти полвека обеспечивала немецкую промышленность, получит вторую жизнь. Сообщается, что после закрытия ее реорганизуют в хранилище излишков энергии, которую получат из возобновляемых источников.





Шахта глубиной 600 метров находится в городе Боттроп, земля Северный Рейн — Вестфалия. С 1974 года она обеспечивала страну энергией. По планам правительства, она и дальше будет делать это, но уже более экологично. Предполагается, что шахту превратят гидроаккумулирующую электростанцию на 200 МВт — мощности хватит но 400,000 домов. Она будет работать по принципу аккумулятора и накапливать излишки энергии от солнечных панелей и ветряных мельниц.

Такой проект решает сразу 2 главные проблемы, которые порождает переход Германии на чистые источники энергии: безработицу и нестабильность энергосетей. Так местные рабочие, которые были полностью заняты на шахте, получат альтернативный источник заработка, а энергосистема получает защиту от тех моментов, когда солнце не светит и ветер не дует. Запасы в аккумуляторах покроют этот простой. За этой шахтой последуют и другие, рассказывают власти земли. Планируется увеличение промышленных хранилищ энергии, чтобы к 2025 году доля возобновляемой энергии в Северном Рейн — Вестфалии достигла 30%.​





Германия взяла курс на полный переход к возобновляемой энергии и закрытие угольных электростанций и шахт. Пока это коснется в основном старых угольных электростанций. В планах закрытие 27 станций на 6,6 ГВт мощности, которые питают в среднем 13 миллионов домов. С другой стороны Германия уже показывает успехи в выработке возобновляемой энергии. В конце 2016 года 32% потребляемой электроэнергии в Германии поступало от возобновляемых источников. К 2020 году страна планирует достичь показателя 35%. А в конце декабря 2016 электроэнергия в Германии и вовсе стала бесплатной. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/03/20/pumped_hydropower_battery

Разработан молекулярный «лист» для сбора и хранения солнечной энергии

Поделиться



Международная группа ученых под руководством химика Лянь-ши Ли из Индианского университета создала молекулу, имитирующую функции листа у растения. Разработка позволяет собирать и хранить солнечную энергию без использования солнечных панелей.

Молекула использует свет и электричество для преобразования двуокиси углерода в монооксид углерода — углеродно-нейтральный источник топлива. Метод, опубликованный в Journal of the American Chemical Society, позволит проводить преобразование максимально эффективно при минимальных затратах энергии.





«Если получится создать достаточно эффективную молекулу для подобной реакции, то можно будет без затрат производить энергию и хранить ее в форме топлива», — отметил Ли.

Химикам удалось добиться высокой эффективности благодаря нанографену. Ученые использовали молекулу, представляющую собой нанографено-рениевый комплекс, соединенный с органическим соединением бипиридином.



Ben Noffke and Richard Schaugaard, Indiana University

Нанографен выполняет роль энергетического коллектора, который поглощает энергию солнца. А «атомный двигатель» из рения производит монооксид углерода. По словам Ли, бипридиново-металлические соединения давно используются для преобразования двуокиси углерода в монооксид углерода при помощи солнечного света. Но обычно такие молекулы используют лишь небольшую часть спектра, в основном в УФ-диапазоне. Разработанная химиками молекула впитывает солнечный свет с длиной волны до 600 нанометров — это возможно благодаря поглощающим свойствами нанографена.

«Монооксид углерода считается важнейшим элементом в различных производственных процессах. Он также позволяет хранить энергию в форме углеродно-нейтрального топлива. При его получении углерод в атмосферу не выделяется. А солнечная энергия, использованная для его получения, обретает вторую жизнь», — говорит Ли.





Ученые планируют повысить срок эксплуатации молекулы и сохранить ее функциональность не только в жидкой форме, так как твердые катализаторы проще использовать. Также химики собираются заменить редкий элемент рений на марганец — более дешевый и доступный металл.

Недавно ученые из Национальной лаборатории Лоуренса Беркли и Калифорнийского технологического института создали новый метод получения катализаторов для производства солнечного топлива, которое способно заменить уголь, нефть и другие ископаемые виды топлива. опубликовано  

 

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: hightech.fm/2017/03/09/molecular_leaf

Новая система сохранения летнего тепла и использование его зимой

Поделиться



Отказ от использования ископаемого топлива для отопления является обязательной составляющей для сохранения экологии, но этого очень трудно добиться, когда масса людей при одном повороте вверх термостата на газовом или электрическом нагревателе получают мгновенное и бесперебойное тепло.

Люди должны быть убеждены в том, что при переходе на энергию возобновляемых источников, это им будет просто и доступно эксплуатировать такие системы. Группа швейцарских исследователей утверждает, что придумали процесс, который сохраняет тепло захваченное в течение лета для легкого использования типа «вкл/выкл» в зимний период, с дополнительным преимуществом — полученная энергия может быть физически транспортирована в нужное место по необходимости.





Созданная исследователями, работающими в EMPA (Eidgenössische Materialprüfungs-und Forschungs Anstalt, что означает - Швейцарская федеральная лабораторя по испытаниям и исследованиям материалов), новая система использует концентрированный гидроксид натрия (NaOH) в качестве среды термического хранения, а также большое количество компонентов для захвата, преобразования и использования в нужный момент тепловой энергии.

Для достижения своих цели, исследователи полагаются на тот факт, что, когда вода выливается на сухой гидроксид натрия происходит экзотермическая реакция, при которой химическая энергия, содержащаяся в NaOH выделяется в виде тепла. NaOH чрезвычайно гигроскопичен (то есть, он имеет способность перетаскивать и удерживать молекулы воды из окружающей среды), большее количество тепла производится из воды конденсирующейся из воздуха, что нагревает раствор гидроксида натрия еще больше. Таким образом, большое количество тепла может быть освобождено просто путем добавления воды к NaOH.

И наоборот, если тепловую энергию (например полученная от солнца), подают в раствор гидроксида натрия, разбавленного водой, влага легко испаряется, а раствор NaOH становится более концентрированным и, следовательно, эффективно сохраняет полученную энергию. Эту концентрированную смесь можно хранить в течение многих месяцев (или лет), до тех пор пока не понадобится вновь тепло,  для получения которого, NaOH снова подвергается воздействию воды. Такой энергоноситель также можно легко транспортировать в цистернах к месту, где требуется тепловая энергия.





На практике энергоноситель представляет собой вязкую жидкость и состоит из 50-процентного раствора NaOH, который протекает по спиральной трубе (составляющии теплообменников обычннаых водонагревателей), где поглощаюся пары воды и затем передается выделяемое тепло в трубу. Затем тепло передается излучением, конвекцией и кондукцией  в необходимые области.

В ходе этого процесса, раствор гидроксида натрия направляется выходит из спирали теплообменника, где он разбавляется до 30-процентного раствора в паробразном состоянии, а температура воды в трубе возрастает до примерно  до 50 ° С (122 ° F). Что, по счастливой случайности, делает такой теплоноситель идеальным для полов с подогревом.

Хотя технология до сих пор находится в стадии прототипа, EMPA в настоящее время ищет коммерческих партнеров, которые помогли бы в создании компактной версии системы для бытового домашнего использования.опубликовано  

  P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление — мы вместе изменяем мир! ©

Источник: ecotechnology