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.
Новый материал для длительного хранения тепла
Команда исследователей из MIT создала систему, которая может часами хранить тепловую энергию и высвобождать ее при необходимости.
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.