Калифорния университетінің химиктері күн сәулесін cіңіріп, оны химиялық байланыс арқылы жылдар бойы ұстап тұратын, содан кейін сигнал бойынша жиналған энергияны жылу түрінде бөлетін ерекше органикалық қосылыс құрды. Зертханалық сынақта бұл жылу бөлме температурасында суды қайнатуға жеткілікті болды. Бұл жайында islam.kz порталы Science мерзімді басылымына сілтеме жасай отырып мәлім етеді. Материал күннің жылу энергиясын молекулалық сақтау бағытына жатады (Molecular Solar Thermal Energy Storage, MOST). Күн панелдерінен айырмашылығы - онда жарық алдымен электрге айналады, содан кейін аккумуляторларда сақталады, мұнда энергия тікелей молекула құрылымында тіркеледі.

“Молекулалық серіппе” қалай жұмыс істейді

Доцент Грейс Ханның есімді ғалымның тобы әзірлеген молекула сығылған серіппе сияқты әрекет етеді. Жарық әсерінен ол конфигурациясын өзгертеді және анағұрлым қуатты күйге өтеді. Мұндай түрдегі қосылыс ұзақ уақыт бойы тұрақты болып қалуы мүмкін. Катализаторды қыздыру немесе қосу кезінде ол бастапқы қалыпқа қайтып келеді және жылу бөледі. Тәжірибе барысында қышқыл катализаторы пайдаланылды: Дьюар изомері қатты жылу бөлумен бірге қайтадан тұрақты күйге көшті. Энергия молекула еріген суға жіберіліп, 0,5 мл сұйықтық сыртқы жылу көзінсіз қайнағанға дейін қыздырылды. Мұндай тәсіл жекелеген аккумуляторларсыз жұмыс істеуге мүмкіндік береді: энергияны тасушы және сақтау орны ретінде материалдың өзі қызмет етеді.

ДНҚ құрылымынынан алынған идея

Қосылыстың негізі пиримидон - ДНҚ компоненттерінің біріне құрылымы жағынан ұқсайтын молекула болды. Ультракүлгін сәуленің әсерінен мұндай фрагменттер конфигурациясын өзгертіп, содан кейін бастапқы күйіне орала алады. Лос-Анджелестегі Калифорния университетінің химигі Кен Хоукпен бірге компьютерлік модельдеу арқылы зерттеушілер тұрақтылық пен жоғары энергия сыйымдылығын үйлестіретін құрылымды таңдады. «Біз барынша ықшам молекула жасауға және энергияны сақтауға әсер етпейтін барлық құрылымдық элементтерді алып тастауға ұмтылдық», - деді ғалымдар.

Ол қанша энергия сақтайды

Сақтау тығыздығы келісіне 1,6 мегаджоулдан асады. Салыстыру үшін алсақ, типтік литий-ионды батареяларда бұл көрсеткіш келісіне шаққанда 0,9 мегаджоулға жуықтайды. Массаға қайта есептегенде қосылыс энергияны екі есе көп ұстап тұруға қабілетті. Жұмыс сызбасы мынадай: жарық молекуланы энергетикалық қаныққан күйге ауыстырады; қышқылдың қосылуына қарай жылу бөле отырып, кері айналуды бастайды. Бұл судың аз мөлшерін қайнтуға жеткілікті.

Бұл жаңалықты қайда қолдануға болады

Ғалымдар портативті жылыту жүйелерінде, автономды қондырғылар мен тұрмыстық заттарда қолдануға болатынын атап өтті. Зат суда еритіндіктен, ерітіндіні күн коллекторлары арқылы айдауға болады: күндіз ол энергияны жинайды, түнде - оны жылу түрінде береді. Аталмыш зерттеуге атсалысқан Бенжамин Бейкер бұл технологияда материалдың өзі жеке аккумулятор жүйесін пайдаланбай жинақтайтын функциясын атқаратынын атап көрсетті. Бірегей әдіс әзірше әзірлеудің бастапқы сатысында тұр. Алайда, бұл тараптағы зерттеу нәтижесі күн энергиясын тек батареяларда ғана емес, сонымен қатар, заттың химиялық құрылымында тікелей сақтауға болатынын көрсетеді. Осылайша энергияны жинақтаудың аса тиімді баламалы жүйесі пайда болды.