Как слънчевото изгаряне вдъхнови нов начин за съхранение на енергия
Слънцето от време на време грее и в Бостън – само че не по този метод. Когато преди няколко години професорът по химия Грейс Хан за първи път посещава Южна Калифорния от Бостън, тя незабавно вижда разликата. Кожата ѝ започвала да изтръпва още след няколко часа на открито при първите признаци на неспокойствие, написа BBC.
Миналата година тя се реалокира, с цел да стартира работа в Калифорнийския университет в Санта Барбара, и постоянно стартира да носи широкопола шапка, слънчеви очила и щедро количество слънцезащитен крем. А като професор по химия, тя към този момент била направила своето изследване.
Просто четях за фотохимията на ДНК – за наслаждение “, спомня си тя.
Тогава осъзнала, че молекулите на ДНК в човешката кожа, които се повреждат при слънчево изгаряне, могат да ѝ оказват помощ. Под въздействието на слънцето тези молекули трансформират формата си, преминавайки в напрегната версия на нормалната си конструкция.
От десетилетия учените търсят молекули, които могат да трансформират формата си, като в процеса съхраняват сила, а по-късно да бъдат върнати към първичното си положение, освобождавайки насъбраната сила при поискване.
Нещо като капан за мишки, който първо се зарежда, а след това се задейства. Технологията е известна като молекулярно слънчево-термично предпазване на сила (MOST) и съставлява евентуално доста на ниска цена и беземисионен метод за обезпечаване на топлота. Подобни системи могат да съхраняват сила в продължение на месеци, даже години.
Досега учените имаха стеснен триумф с технологията, само че с помощта на калифорнийското слънце Хан знаела какво да опита последващо.
Важно е смяната във формата на молекулите, които съхраняват силата, да се задейства гладко и неведнъж. За благополучие милиони години еволюция към този момент са усъвършенствали този развой при избрани растения и животни.
В прочут смисъл всички живи организми са химически лаборатории, а някои от тях са еволюирали по този начин, че да могат да възвръщат деформираните от слънцето молекули благодарение на ензим, наименуван фотолиаза.
Хан осъзнала, че тези молекули са идеални претенденти за система за предпазване на сила.
Те са доста, доста дребни “, изяснява тя. „ И могат да съхраняват голямо количество сила по отношение на масата си. “
В научна публикация, оповестена през февруари, тя и сътрудниците ѝ разказват най-обещаващата сходна система за предпазване на сила до момента – най-малко във връзка с енергийната компактност. Системата била задоволително мощна, с цел да накара „ доста дребен чайник “ в лабораторен съд бързо да изпари малко количество вода, споделя Хан.
Студентите ѝ, които провели тази част от проучването, незабавно се втурнали да ѝ оповестят резултатите.
Когато видях видеото и какъв брой бързо завира целият разтвор, това беше в действителност впечатляващо “, спомня си тя.
Тя акцентира, че основна роля за триумфа са изиграли компютърните разбори, предсказващи по какъв начин ще се държи молекулата, направени от нейния помощник Кендъл Хоук от Калифорнийския университет в Лос Анджелис и неговия екип.
Друг откривател в региона на MOST – Каспер Мот-Поулсен, който управлява научни екипи в Политехническия университет на Барселона и други институции – не е взел участие в изследването, само че е впечатлен от резултатите.
Мисля, че нашите най-хубави системи доближиха един мегаджаул сила на кг. А те реализираха 1.6, което е в действителност необикновено “, споделя той във връзка енергийната компактност, реализирана от Хан и сътрудниците ѝ.
Регистрираните в обявата 1.65 мегаджаула на кг са доста повече от енергийната компактност на литиево-йонните акумулатори – най-популярният вид акумулатори за телефони и електрически автомобили през днешния ден.
Системата MOST, създадена от Хан и екипа ѝ, въпреки всичко има и ограничавания. От една страна, дължината на светлинната вълна, която кара молекулите в основата на системата да трансформират формата си, е 300 нанометра – форма на „ доста нападателна UV светлина “, изяснява Джон Грифин от Университета в Ланкастър. „ Тя доближава до нас от слънцето, само че в доста дребни количества. “
Освен това спусъкът, употребен за връщането на деформираната молекула към първичната ѝ форма и освобождението на силата, е солна киселина – мощно корозивно вещество, което би трябвало да бъде обезвредено след приложимост. „ Не е най-идеалният избор “, признава Хан.
Тя обаче е оптимист, че системата може да бъде усъвършенствана по този начин, че да реагира по-добре на естествена светлина и да освобождава силата без потребност от токсични химикали.
Крайната цел на сходни разработки е декарбонизацията на отоплението – бранш, който обичайно е доста сложен за промяна.
Светът към момента разчита главно на изкопаеми горива за отопление. А молекулярните слънчево-термични системи и изкопаемите горива в действителност са две форми на химическо предпазване на сила. Но технологията MOST „ работи без да изгаря каквото и да било “, акцентира Мот-Поулсен.
Освен това MOST може да бъде употребена на всички места по света, за разлика от изкопаемите горива, които са съсредоточени единствено в избрани райони. Именно по тази причина блокадата на Ормузкия пролив неотдавна провокира толкоз съществени проблеми, отбелязва той. Горивата, създадени в тази част на света, просто не могат да доближат до местата, където са нужни.
Мот-Поулсен показва още, че системите MOST могат да съхраняват сила дълготрайно – даже в продължение на десетилетия. За съпоставяне, топлинната сила, съхранявана като топлота, нормално устоя единствено часове, дни или в най-хубавия случай месеци.
Има обаче и още нещо, което би трябвало да се вземе поради, споделя Хари Хостер от Университета Дуисбург-Есен, който е и теоретичен шеф на немския Център за технологии на горивните кафези ZBT.
Светлочувствителните молекули в една MOST система би трябвало да бъдат разпределени в относително тъничък пласт. Ако пластът е прекомерно пълен, светлината няма да прониква задоволително добре до всички молекули. „ В един в действителност оптимистичен сюжет евентуално бихте могли да извършите пласт с дебелина 5 мм “, счита Хостер.
Освен това, когато молекулите са в течност, евентуално ще е належащо течността да бъде премествана или изпомпвана от една част на системата към друга, с цел да се съхранява или освобождава силата. Това усилва разноските и усложнява системата. „ В момента, в който би трябвало да помпате неща, се появяват повече съставни елементи, които могат да се повредят “, споделя Хостер.
Грифин показва, че той и сътрудниците му работят върху твърдотелни версии на технологията MOST. Хан, която също изследва твърди разновидности на системата, споделя, че те биха могли да вземем за пример да бъдат употребявани като транспарантни покрития за прозорци. Така биха могли да отделят топлота, с цел да предотвратяват конденз или даже да затоплят пространства.
Хостер обаче е песимистичен, че MOST ще може да обезпечи цялото належащо отопление за една постройка. Но технологията може да бъде потребна за стопляне на температурно чувствителни съставни елементи в спътници или самолети.
Това е страхотна просвета “, прибавя той. „ Прекрасно е, че са съумели да реализират тази функционалност. “
Изследванията и нововъведенията евентуално ще продължат, въпреки че към този момент региона остава относително нишова. Грифин си спомня, че на конференция за технологията MOST предходната година е имало към 70 участници. „ Това беше на практика цялата международна общественост, която работи по тематиката. “
молекули слънчева сила предпазване на сила учени
Миналата година тя се реалокира, с цел да стартира работа в Калифорнийския университет в Санта Барбара, и постоянно стартира да носи широкопола шапка, слънчеви очила и щедро количество слънцезащитен крем. А като професор по химия, тя към този момент била направила своето изследване.
Просто четях за фотохимията на ДНК – за наслаждение “, спомня си тя.
Тогава осъзнала, че молекулите на ДНК в човешката кожа, които се повреждат при слънчево изгаряне, могат да ѝ оказват помощ. Под въздействието на слънцето тези молекули трансформират формата си, преминавайки в напрегната версия на нормалната си конструкция.
От десетилетия учените търсят молекули, които могат да трансформират формата си, като в процеса съхраняват сила, а по-късно да бъдат върнати към първичното си положение, освобождавайки насъбраната сила при поискване.
Нещо като капан за мишки, който първо се зарежда, а след това се задейства. Технологията е известна като молекулярно слънчево-термично предпазване на сила (MOST) и съставлява евентуално доста на ниска цена и беземисионен метод за обезпечаване на топлота. Подобни системи могат да съхраняват сила в продължение на месеци, даже години.
Досега учените имаха стеснен триумф с технологията, само че с помощта на калифорнийското слънце Хан знаела какво да опита последващо.
Важно е смяната във формата на молекулите, които съхраняват силата, да се задейства гладко и неведнъж. За благополучие милиони години еволюция към този момент са усъвършенствали този развой при избрани растения и животни.
В прочут смисъл всички живи организми са химически лаборатории, а някои от тях са еволюирали по този начин, че да могат да възвръщат деформираните от слънцето молекули благодарение на ензим, наименуван фотолиаза.
Хан осъзнала, че тези молекули са идеални претенденти за система за предпазване на сила.
Те са доста, доста дребни “, изяснява тя. „ И могат да съхраняват голямо количество сила по отношение на масата си. “
В научна публикация, оповестена през февруари, тя и сътрудниците ѝ разказват най-обещаващата сходна система за предпазване на сила до момента – най-малко във връзка с енергийната компактност. Системата била задоволително мощна, с цел да накара „ доста дребен чайник “ в лабораторен съд бързо да изпари малко количество вода, споделя Хан.
Студентите ѝ, които провели тази част от проучването, незабавно се втурнали да ѝ оповестят резултатите.
Когато видях видеото и какъв брой бързо завира целият разтвор, това беше в действителност впечатляващо “, спомня си тя.
Тя акцентира, че основна роля за триумфа са изиграли компютърните разбори, предсказващи по какъв начин ще се държи молекулата, направени от нейния помощник Кендъл Хоук от Калифорнийския университет в Лос Анджелис и неговия екип.
Друг откривател в региона на MOST – Каспер Мот-Поулсен, който управлява научни екипи в Политехническия университет на Барселона и други институции – не е взел участие в изследването, само че е впечатлен от резултатите.
Мисля, че нашите най-хубави системи доближиха един мегаджаул сила на кг. А те реализираха 1.6, което е в действителност необикновено “, споделя той във връзка енергийната компактност, реализирана от Хан и сътрудниците ѝ.
Регистрираните в обявата 1.65 мегаджаула на кг са доста повече от енергийната компактност на литиево-йонните акумулатори – най-популярният вид акумулатори за телефони и електрически автомобили през днешния ден.
Системата MOST, създадена от Хан и екипа ѝ, въпреки всичко има и ограничавания. От една страна, дължината на светлинната вълна, която кара молекулите в основата на системата да трансформират формата си, е 300 нанометра – форма на „ доста нападателна UV светлина “, изяснява Джон Грифин от Университета в Ланкастър. „ Тя доближава до нас от слънцето, само че в доста дребни количества. “
Освен това спусъкът, употребен за връщането на деформираната молекула към първичната ѝ форма и освобождението на силата, е солна киселина – мощно корозивно вещество, което би трябвало да бъде обезвредено след приложимост. „ Не е най-идеалният избор “, признава Хан.
Тя обаче е оптимист, че системата може да бъде усъвършенствана по този начин, че да реагира по-добре на естествена светлина и да освобождава силата без потребност от токсични химикали.
Крайната цел на сходни разработки е декарбонизацията на отоплението – бранш, който обичайно е доста сложен за промяна.
Светът към момента разчита главно на изкопаеми горива за отопление. А молекулярните слънчево-термични системи и изкопаемите горива в действителност са две форми на химическо предпазване на сила. Но технологията MOST „ работи без да изгаря каквото и да било “, акцентира Мот-Поулсен.
Освен това MOST може да бъде употребена на всички места по света, за разлика от изкопаемите горива, които са съсредоточени единствено в избрани райони. Именно по тази причина блокадата на Ормузкия пролив неотдавна провокира толкоз съществени проблеми, отбелязва той. Горивата, създадени в тази част на света, просто не могат да доближат до местата, където са нужни.
Мот-Поулсен показва още, че системите MOST могат да съхраняват сила дълготрайно – даже в продължение на десетилетия. За съпоставяне, топлинната сила, съхранявана като топлота, нормално устоя единствено часове, дни или в най-хубавия случай месеци.
Има обаче и още нещо, което би трябвало да се вземе поради, споделя Хари Хостер от Университета Дуисбург-Есен, който е и теоретичен шеф на немския Център за технологии на горивните кафези ZBT.
Светлочувствителните молекули в една MOST система би трябвало да бъдат разпределени в относително тъничък пласт. Ако пластът е прекомерно пълен, светлината няма да прониква задоволително добре до всички молекули. „ В един в действителност оптимистичен сюжет евентуално бихте могли да извършите пласт с дебелина 5 мм “, счита Хостер.
Освен това, когато молекулите са в течност, евентуално ще е належащо течността да бъде премествана или изпомпвана от една част на системата към друга, с цел да се съхранява или освобождава силата. Това усилва разноските и усложнява системата. „ В момента, в който би трябвало да помпате неща, се появяват повече съставни елементи, които могат да се повредят “, споделя Хостер.
Грифин показва, че той и сътрудниците му работят върху твърдотелни версии на технологията MOST. Хан, която също изследва твърди разновидности на системата, споделя, че те биха могли да вземем за пример да бъдат употребявани като транспарантни покрития за прозорци. Така биха могли да отделят топлота, с цел да предотвратяват конденз или даже да затоплят пространства.
Хостер обаче е песимистичен, че MOST ще може да обезпечи цялото належащо отопление за една постройка. Но технологията може да бъде потребна за стопляне на температурно чувствителни съставни елементи в спътници или самолети.
Това е страхотна просвета “, прибавя той. „ Прекрасно е, че са съумели да реализират тази функционалност. “
Изследванията и нововъведенията евентуално ще продължат, въпреки че към този момент региона остава относително нишова. Грифин си спомня, че на конференция за технологията MOST предходната година е имало към 70 участници. „ Това беше на практика цялата международна общественост, която работи по тематиката. “
молекули слънчева сила предпазване на сила учени
Източник: economic.bg
КОМЕНТАРИ