База данных применения химических эффектов
основана на ТРИЗ (теория решения изобретательских задач)

На главную страницу | О проекте | Контакты

Вы находитесь здесь: dace.ru / Новости химии / Найден перспективный химический способ запасания солнечной энергии

Архивы новостей:
2008 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2009 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2010 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2011 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2012 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2013 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2014 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2015 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2016 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2017 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь
2018 год: январь, февраль, март, апрель, май, июнь, июль, август, сентябрь, октябрь, ноябрь, декабрь

Найден перспективный химический способ запасания солнечной энергии

В Массачусетском технологическом институте (МТИ) открыт перспективный химический способ запасания солнечной энергии с помощью гибридных наноструктур.

Накопителями в предложенной американцами схеме должны стать химические связи светочувствительных молекул. При поглощении фотона hν такие молекулы могут изменять форму и переходить в метастабильное возбуждённое состояние, тем самым запасая энергию ΔН. Чтобы высвободить её, необходимо преодолеть барьер Еа; когда некое внешнее воздействие (тепло, излучение, напряжение и т. п.) сообщает молекулам требуемую энергию, они выдают сохранённую ΔН, после чего весь процесс повторяется заново. Методика, как видим, технологична, проста и экологически безопасна.

Эту идею химики пытались реализовать ещё в семидесятых годах прошлого века, экспериментируя с самыми разными реакциями фотоизомеризации (скажем, превращениями норборнадиен ↔ квадрициклан и антрацен ↔ диантрацен). Опыты показали, что энергию действительно можно сохранять и извлекать, но после нескольких рабочих циклов молекулы теряют свои свойства.

Проблема быстрого ухудшения характеристик накопителей была решена с появлением нового соединения — (фульвален)тетракарбонилдирутения. Эта молекула могла многократно проходить цикл запасания и высвобождения энергии, но на практике также не использовалась, поскольку в её состав входит редкий и дорогой рутений.

Свои вычисления учёные МТИ проводили уже не для отдельных молекул, а для гибридных наноструктур, которые образованы производными азобензола, ковалентно связанными с углеродными нанотрубками. Азобензолом, поясним, называют простейшее ароматическое азосоединение (органическое соединение, содержащее группу —N=N—) с двумя изомерами, переход между которыми инициируется ультрафиолетовым и голубым светом. Нанотрубки в данном случае играют роль подложки, которая задаёт упорядоченное и плотное расположение светочувствительных молекул и помогает увеличить ΔН и время жизни фотовозбуждённого состояния.

Выполнив расчёты в рамках теории функционала плотности, учёные отыскали вполне подходящий вариант гибридной наноструктуры, построенной на основе 2,2’,5’-тригидроксидиазобензола. Если сравнить её со свободным азобензолом, то изменение ΔН составит целых 260%, а высота Еа должна увеличиваться на 20%. Фотовозбуждённое состояние такой структуры может просуществовать более года.

По данным авторов, объёмная плотность энергии, достижимая с применением описанных гибридов, приближается к 690 Вт•ч/л. Эта величина сравнима с показателями лучших литий-ионных аккумуляторов.

Полная версия отчёта опубликована в журнале Nano Letters; препринт статьи можно скачать отсюда.

Источник: http://science.compulenta.ru
29.08.2011 18:48




dace.ru © 2005-2018 гг.